STM32F1 時鐘樹

參考：《【野火®】零死角玩轉STM32—F103指南者》

時鐘源

1. HSI:高速内部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz
2. HSE:高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率範圍為4MHz~16MHz
3. LSI:低速内部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz
4. LSE:低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體

• LSI可以用于驅動獨立看門狗和通過程式選擇驅動RTC。RTC用于從停機/待機模式下自動喚醒系統。LSE也可用來通過程式選擇驅動RTC。
• 内部即指晶片已經內建，外部即指需要設計PCB時接入
• 鎖相環：這個東西可以将輸入頻率進行放大然後輸出，比如說輸入1MHz，設定倍頻為3倍，最後就能輸出3MHz的信号。STM32的鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。

時鐘配置

主要

SYSCLK：系統時鐘

HCLK：AHB總線時鐘

PCLK2：APB2總線時鐘

PCLK1：APB1總線時鐘

庫函數的标準配置：PCLK2 = HCLK = SYSCLK = PLLCLK = 72M，PCLK1 = HCLK/2 = 36M

APB1和APB2搭載的外設如下圖所示：

其它

USB時鐘

USB 時鐘是由 PLLCLK 經過 USB 預分頻器得到，分頻因子可以是：[1,1.5]，具體的由時鐘配置寄存器 CFGR 的位 22：USBPRE 配置。USB 的時鐘最高是 48M，根據分頻因子反推過來算，PLLCLK 隻能是 48M 或者是 72M。一般我們設定 PLLCLK=72M，USBCLK=48M。USB 對時鐘要求比較高，是以 PLLCLK 隻能是由 HSE 倍頻得到，不能使用 HSI 倍頻。

Cortex 系統時鐘

Cortex 系統時鐘由 HCLK 8 分頻得到，等于 9M，Cortex 系統時鐘用來驅動核心的系統定時器 SysTick，SysTick 一般用于作業系統的時鐘節拍，也可以用做普通的定時。

ADC 時鐘

ADC 時鐘由 PCLK2 經過 ADC 預分頻器得到，分頻因子可以是[2,4,6,8]，具體的由時鐘配置寄存器 CFGR 的位 15-14：ADCPRE[1:0]決定。很奇怪的是怎麼沒有 1 分頻。ADC時鐘最高隻能是 14M，如果采樣周期設定成最短的 1.5 個周期的話，ADC 的轉換時間可以達到最短的 1us。如果真要達到最短的轉換時間 1us 的話，那 ADC 的時鐘就得是 14M，反推 PCLK2 的時鐘隻能是：28M、56M、84M、112M，鑒于 PCLK2 最高是 72M，是以隻能取 28M 和 56M。

RTC 時鐘、獨立看門狗時鐘

RTC 時鐘可由 HSE/128 分頻得到，也可由低速外部時鐘信号 LSE 提供，頻率為32.768KHZ，也可由低速内部時鐘信号 HSI 提供，具體選用哪個時鐘由備份域控制寄存器BDCR 的位 9-8：RTCSEL[1:0]配置。獨立看門狗的時鐘由 LSI 提供，且隻能是由 LSI 提供，LSI 是低速的内部時鐘信号，頻率為 30~60KHZ 直接不等，一般取 40KHZ。

MCO 時鐘輸出

MCO 是 microcontroller clock output 的縮寫，是微控制器時鐘輸出引腳，在 STM32 F1系列中 由 PA8 複用所得，主要作用是可以對外提供時鐘，相當于一個有源晶振。MCO 的時鐘來源可以是：PLLCLK/2、HSI、HSE、SYSCLK，具體選哪個由時鐘配置寄存器CFGR 的位 26-24：MCO[2:0]決定。除了對外提供時鐘這個作用之外，我們還可以通過示波器監控 MCO 引腳的時鐘輸出來驗證我們的系統時鐘配置是否正确。

基于标準庫的設定代碼

使用标準庫的模闆工程，在系統啟動的時候，statup_stm32f10x_hd.s 已經調用 SystemInit()函數把系統時鐘初始化成 72MHZ，SystemInit()在庫檔案：system_stm32f10x.c 中定義。然後再進入main函數。

如果我們想把系統時鐘設定低一點或者超頻的話，可以修改底層的庫檔案，即改動SystemInit()函數。但是為了維持庫的完整性，可以在按照标準庫的方法啟動後進入main函數中時，再自己寫個時鐘初始化函數将系統時鐘重新配置。

HSI 設定系統時鐘函數跟 HSE 設定系統時鐘函數在原理上是一樣的，有一個差別的地方就是，HSI 必須 2 分頻之後才能作為 PLL 的時鐘來源，是以使用 HSI 時，最大的系統時鐘 SYSCLK 隻能是 HSI/216=416=64MHZ。

void HSE_SetSysClock(uint32_t pllmul)
{
    volatile uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStartUpStatus = 0;
    RCC_DeInit();         //重設RCC寄存器為預設值
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);   //使能HSE
    
    do
  	{
    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
    StartUpCounter++;  
  	} while((HSEStartUpStatus == 0) && (StartUpCounter != 9));//等待 HSE 啟動穩定
     
    if ( RCC_WaitForHSEStartUp() != 0)  //等待使能成功
  	{    	
//-----------------------------------------------------------------//
// 這兩句是操作 FLASH 閃存用到的，如果不操作 FLASH，這兩個注釋掉也沒影響
// 使能 FLASH 預存取緩沖區
	FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
// SYSCLK 周期與閃存通路時間的比例設定，這裡統一設定成 2
// 設定成 2 的時候，SYSCLK 低于 48M 也可以工作，如果設定成 0 或者 1 的時候，
// 如果配置的 SYSCLK 超出了範圍的話，則會進入硬體錯誤，程式就死了
// 0：0 < SYSCLK <= 24M
// 1：24< SYSCLK <= 48M
// 2：48< SYSCLK <= 72M
	FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//-----------------------------------------------------------------//
     
    // AHB預分頻因子設定為1分頻，HCLK = SYSCLK 
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
    // APB2預分頻因子設定為1分頻，PCLK2 = HCLK
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 
    // APB1預分頻因子設定為1分頻，PCLK1 = HCLK/2 
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

//-----------------設定各種頻率主要就是在這裡設定-------------------//
    // 設定PLL時鐘來源為HSE，設定PLL倍頻因子
     // PLLCLK = 8MHz * pllmul
	RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, pllmul);
//------------------------------------------------------------------//

    // 開啟PLL 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    // 等待 PLL穩定
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    // 讀取時鐘切換狀态位，確定PLLCLK被選為系統時鐘
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
       
   }
    else
    {
       // 當HSE開啟失敗或者故障的時候，單片機會自動把HSI設定為系統時鐘，HSI是内部的高速時鐘，8MHZ
       // 如果HSE開啟失敗，可在這裡添加出錯的代碼處理
    }
    
}

           

MCO配置

/*
 * 初始化MCO引腳PA8
 * 在F1系列中MCO引腳隻有一個，即PA8，在F4系列中，MCO引腳會有兩個
 */
void MCO_GPIO_Config(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	// 開啟GPIOA的時鐘
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	// 選擇GPIO8引腳
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
	
	//設定為複用功能推挽輸出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	
	//設定IO的翻轉速率為50M
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	// 初始化GPIOA8
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

           

int main(void)
{	
	
	HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);
	MCO_GPIO_Config();// MCO 引腳初始化
		
	RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);		     // 72M  
	
	while (1)
	{
		
	}

}