STM32（四）- 时钟树、时钟配置

reset clock control 复位和时钟控制器

一、stm32时钟树

stm32时钟树：由时钟源到外设的结构框图。

基本时钟源（图中绿色箭头指出）：

（1）HSI高速内部时钟，RC振荡器，8MHz。

（2）HSE高速外部时钟，石英/陶瓷谐振器，8MHz。

（3）LSI低速内部时钟，RC振荡器，40kHz。

（4）LSE低速外部时钟，RTC石英晶振，32.768kHz。

注：内部指的是片上外设，外部指的是芯片外部。

（5）除了上述基本时钟源，还有num3中的PLL锁相环倍频时钟源，它是将HSI和HSE倍频后输出。

二、PLLCLK - PLL时钟（num4）

时钟来源：（1）HSI/2 （2）HSE

三、SYSCLK - 系统时钟（num5）

时钟来源：（1）HSI （2）PLLCLK （3）HSE

SYSCLK经过分频后，得到AHB总线时钟HCLK；

HCLK再分频得到APB1总线时钟PCLK1和APB2总线时钟PCLK2；

PCLK2分频后得到ADCCLK最大14MHz。

四、RTCCLK（灰色框中）

时钟来源：（1）HSE/128 （2）LSE （3）LSI

五、系统时钟配置

系统时钟有三个来源，PLLCLK、HSE、HSI。

正常情况下，时钟配置是在system_stm32f10x.c中完成，这里的的时钟配置是直接控制寄存器完成的。

在 stm32f10x_rcc.c中定义了关于时钟配置的库函数，此时未用。

打开system_stm32f10x.c，找到void SystemInit (void)，再找到 SetSysClock()并查看定义，

定义中可知是通过在system_stm32f10x.c中宏定义SYSCLK_FREQ_72MHz选择系统时钟配置函数SetSysClockTo72()，

即72MHz的系统时钟就是在此函数中配置的，函数如下：（HSE(不分频)->PLLCLK（9倍频）->72MHz系统时钟）

 1 static void SetSysClockTo72(void)
 2 {
 3   __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
 4   
 5   /* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration ---------------------------*/    
 6   /* 使能 HSE */    
 7   RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);
 8  
 9   /* 等待HSE就绪并做超时处理 */
10   do
11   {
12     HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
13     StartUpCounter++;  
14   } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));
15 
16   if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
17   {
18     HSEStatus = (uint32_t)0x01;
19   }
20   else
21   {
22     HSEStatus = (uint32_t)0x00;
23   }  
24 
25   // 如果HSE启动成功，程序则继续往下执行
26   if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
27   {
28     /* 使能预取指 */
29     FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
30 
31     /* Flash 2 wait state */
32     FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
33     FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;    
34 
35  
36     /* HCLK = SYSCLK = 72M */
37     RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
38       
39     /* PCLK2 = HCLK = 72M */
40     RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;
41     
42     /* PCLK1 = HCLK = 36M*/
43     RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;
44     
45     /*  锁相环配置: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
46     RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
47                                         RCC_CFGR_PLLMULL));
48     RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);
49 
50     /* 使能 PLL */
51     RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
52 
53     /* 等待PLL稳定 */
54     while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
55     {
56     }    
57     /* 选择PLLCLK作为系统时钟*/
58     RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
59     RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;    
60 
61     /* 等待PLLCLK切换为系统时钟 */
62     while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
63     {
64     }
65   }
66   else
67   { /* 如果HSE 启动失败，用户可以在这里添加处理错误的代码 */
68   }
69 }

这里再以库函数形式中重新配置系统时钟和MCO：

user中新建RCC文件夹，新建bsp_rccclkconfig.c和bsp_rccclkconfig.h文件，同时对main函数做补充。（GPIO&KEY例程继续写的）

bsp_rccclkconfig.h

1 #ifndef __BSP_RCCCLKCONFIG_H
2 #define __BSP_RCCCLKCONFIG_H
3 
4 #include "stm32f10x.h"
5 
6 void HSE_SetSysClk( uint32_t RCC_PLLMul_x );
7 void MCO_GPIO_Config();
8 void HSI_SetSysClk( uint32_t RCC_PLLMul_x );
9 #endif /*__BSP_RCCCLKCONFIG_H */

bsp_rccclkconfig.c

 1 #include "bsp_rccclkconfig.h"
 2 
 3 void HSE_SetSysClk( uint32_t RCC_PLLMul_x )
 4 {
 5     ErrorStatus HSEStatus;
 6     
 7     //把RCC寄存器复位成复位值
 8     RCC_DeInit();    
 9 
10     // 使能 HSE 
11     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
12     
13     HSEStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
14     
15     if( HSEStatus == SUCCESS )
16     {
17         // 使能预取址
18         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
19         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
20         
21         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
22         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
23         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
24         
25         // 配置 PLLCLK = HSE * RCC_PLLMul_x
26     RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_x);
27         
28     // 使能PLL
29         RCC_PLLCmd(ENABLE);
30         
31         // 等待PLL稳定
32         while( RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET );
33         
34     // 选择系统时钟
35         RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
36         
37     while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
38     }
39     else
40   {
41         /* 如果HSE启动失败，用户可以在这里添加错误的处理代码 */
42     }
43 }
44 
45 void HSI_SetSysClk( uint32_t RCC_PLLMul_x )
46 {
47     __IO uint32_t HSIStatus = 0;
48     
49     // 把RCC寄存器复位成复位值
50     RCC_DeInit();    
51 
52     // 使能 HSI 
53     RCC_HSICmd(ENABLE);
54     
55     HSIStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY;
56     
57     if( HSIStatus == RCC_CR_HSIRDY )
58     {
59         // 使能预取址
60         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
61         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
62         
63         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
64         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
65         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
66         
67         // 配置 PLLCLK = HSI * RCC_PLLMul_x
68     RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, RCC_PLLMul_x);
69         
70     // 使能PLL
71         RCC_PLLCmd(ENABLE);
72         
73         // 等待PLL稳定
74         while( RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET );
75         
76     // 选择系统时钟
77         RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
78         
79     while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
80     }
81     else
82   {
83         /* 如果HSI启动失败，用户可以在这里添加处理错误的代码 */
84     }
85 }
86 
87 void MCO_GPIO_Config()//MCO时钟输出GPIO配置，PA8
88 {
89     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
90     
91     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
92     
93     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
94     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
95     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
96     
97     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);    
98 }

main.c

 1 #include "stm32f10x.h"   //
 2 #include "bsp_key.h"
 3 #include "bsp_led.h"
 4 #include "bsp_rccclkconfig.h"
 5 void Delay( uint32_t count )   //软件延时函数，但是实际时间间隔取决于系统时钟
 6 {
 7     for(; count!=0; count--);
 8 }
 9 
10 int main(void)
11 {
12     // 来到这里的时候，系统时钟已经被配置成72M
13     LED_GPIO_Config();
14     KEY_GPIO_Config();
15     //这里重新配置时钟，如果注释掉下面两条HSE和HSI语句，将使用默认的system_stm32f10x.c寄存器配置版72M

16                                    //HSE=8MHZ,PLL九倍频=72MHZ
17     HSE_SetSysClk( RCC_PLLMul_9 );
18                                    //HSI/2=4MHZ,PLL十六倍频=64MHZ
19     //HSI_SetSysClk( RCC_PLLMul_16 );
20     
21     //MCO的GPIO初始化
22     MCO_GPIO_Config();
23     //选择系统时钟作为MCO输出
24     RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);  //PA8接示波器可见
25     //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSI);
26     
27     while(1)//更改系统时钟频率，小灯的闪烁间隔出现变化
28     {
29         //
30         //if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) ==KEY_ON )
31         //    LED_G_TOGGLE;
32         
33         LED_G(OFF);
34         Delay(0xFFFFF);
35         
36         LED_G(ON);
37         Delay(0xFFFFF);
38     }
39 }