STM32开发---F103系统时钟配置

本篇，用自问自答，记录STM32系统时钟配置一些关节点。

因为已重写了系统时钟配置的代码，不再细研配置的过程、步骤，忘了就翻代码就好，且网上不缺絮絮叨叨的各种教程。

一句话总结:  过程高深, 使用简单, 调用SystemInit()函数搞掂.

详细代码、解释已上传：system_stm32f10x_c详细解释.zip，  同时上传到Q群文件夹：262901124 

1：什么是系统时钟？

• 系统时钟是代码运行的：节拍依据，如每一个时钟脉冲执行一个汇编操作指令。时钟频率越高，代码执行速度越快。
• 举例：一个舞蹈班，由一老师带领几十个学生排舞。老师不停打节拍的双手如同系统时钟的脉冲，每打一个拍子，学生们就进行一个动作;  拍子越快，学生们的动作就越快，拍子慢了，学生们的动作也慢下来。

2：为什么需要不同的时钟频率？

• 不同的设备，因为技术或工艺，要求不同的运行频率，有的设备运行频率很高，而有的则比较慢；
• 举例：无线路由器，一个设备中，就有各种不同的运行频率。其中的wifi信号2.4G，简单地理解为1秒钟脉冲2400000000次，即每秒向空中发射2400M个电波信号；而路由器中的数据存储芯片W25Q128，它的数据传输速度大约50000000Hz，每秒传输50M个电平信号.

3：如何进行系统时钟配置？

• 一般是在启动文件中调用芯片商编写好的系统时钟配置函数，当然也可以使用自己编写的配置函数，但没必要。
• 如STM32F103C8, 在启动文件startup_stm32f103_md.s的第133行，调用系统时钟配置函数SystemInit(),  把外部晶振(HSE）的8MHz进行9倍频, 最终得到72MHz系统运行频率 ;  函数中还设置了高、低速总线的分频系数，使得APB2(高速总线)=HCLK/1=72MHz/1=72MHz,   APB1(低速总线)=HCLK/2=72MHz/2=36MHz
• 系统时钟配置函数SystemInit()，编写在system_stm32f10x.c文件中，如果我们要自己编写这个函数，也可以保存在能被调用到的任何位置。

4：系统时钟的配置过程？

• 主要是操作芯片中的寄存器值而改变时钟的运作和参数。
• 详细的配置将在文章最后附代码、解释，其中代码可完全替换工程的system_stm32f10x.c文件内容，已在STM32F103C8中测试运行。
• 调用的大概过程 : 板子上电 > 芯片运行启动文件 > 启动文件中调用时钟配置函数 > 进入main()......

5:  必须设置成芯片要求的频率吧?

• 没规定哪个芯片一定要用某个频率, 都是约定俗成的, 如STM32F103就是72MHz,  而使用8MHz晶振7倍频的56MHz也可以正常运行,  但要注意和其它设备通信时协调.  使用约定俗成的72MHz, 代码可以更方便地移植.
• 可以度娘不同的芯片时钟频率要求, F103通常是72MHz, F429通常是180MHz.....

6: 代码解释

system_stm32f10x.c原文件1000多行，重写了一份，120多行，已运行在STM32F103C8T6开发板上。

/******************************************************************************
  * @file    system_stm32f10x.c
  * @author  魔女开发板团队
  * @version 
  * @date    2020年4月21日
  * @note    原来的文件又长又啰嗦，看不过眼， 重写了
******************************************************************************/
#include "stm32f10x.h"



// 中断向量表偏移
#define VECT_TAB_OFFSET    0x0                                                       // 不能修改！ 除非你已很熟悉STM32的启动和中断
// 分频预设数值对比
__I uint8_t AHBPrescTable[16] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9};    // 不能修改！ 用于检测系统时钟频率
// 系统时钟频率
uint32_t SystemCoreClock = 5201314;                                                  // 可先设随意数值，以便检验启动后时钟是否成功设置成: 72'000'000Hz



/*****************************************************************************
*函  数： system_ClockInit
*功  能： 系统时钟配置
*参  数： 无
*返回值： 无
*备  注： 注释_魔女开发板 
*****************************************************************************/
void SystemInit(void)
{
    // 复位时钟至默认状态
    RCC->CR   |= (u32)0x00000001;                                // 开启内部时钟
    RCC->CFGR &= (u32)0xF8FF0000;                                // 复位 SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits
    RCC->CFGR &= (u32)0xFF80FFFF;                                // 复位 PLL和分频的配置
    RCC->CIR   = 0x009F0000;                                     // 关闭中断，清理中断位

    // 配置时钟 HCLK, PCLK, PCLK1, PCLK2, FLASH 
    __IO u32 StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;      
    
    RCC->CR |= ((u32)RCC_CR_HSEON);                              // 使能 HSE  
    do{                                                          // 等待HSE就绪
        HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
        StartUpCounter++;  
      } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));   // 0x0500

    if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)  {  
        FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;                          // Enable Prefetch Buffer */    
        FLASH->ACR &= (u32)((u32)~FLASH_ACR_LATENCY);            // Flash 2 wait state */
        FLASH->ACR |= (u32)FLASH_ACR_LATENCY_2;    
 
        RCC->CFGR  |= (u32)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;                   // [7:4]   AHB  预分频, HCLK = SYSCLK/1  不分频     
        RCC->CFGR  |= (u32)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;                  // [13:11] APB2 预分频, APB2 = HCLK/1,   不分频
        RCC->CFGR  |= (u32)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;                  // [10: 8] APB1 预分频, APB1 = HCLK/2,    2分频

        RCC->CFGR  &= (u32)(~( 1<<16 | 0x01<<17 | 0xF<<18));     // 清零
        RCC->CFGR  |= (u32)(0x01<<16 | 0x07<<18);                // PLL 时钟源,低频因子，倍频系数， 使PLLCK= HSE * 9= 72MHz   
        RCC->CR    |= (u32)(0x01<<24);                           // 使能 PLL    
        while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) {  }               // 等待PLL就绪
    
        RCC->CFGR &= (u32)((u32)~(0x3<<0));                      // 清0
        RCC->CFGR |= (u32)(0x1 << 1);                            // 切换系统时钟源为：PLLCLOCK    
        while ((RCC->CFGR & (u32)RCC_CFGR_SWS) != (u32)0x08) { } // 等待系统时钟切换完成
    }
    else
    { 
        // 重要！！！
        // 时钟初始化失败 
        // 处理位置
    }    
    // 重定向中断向量表位置
    SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */
}



/*****************************************************************************
*函  数： SystemCoreClockUpdate
*功  能： 更新实际时钟频率，保存在：SystemCoreClock
*参  数：
*返回值：
*备  注： 注释_魔女开发板
*****************************************************************************/
void SystemCoreClockUpdate(void)
{
    u32 tmp = 0, pllmull = 0, pllsource = 0;    

    tmp = RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS;                                 // 获取时钟源

    switch (tmp)  {
        case 0x00:                                                  // HSI 内部高速晶振 被选为系统时钟源
            SystemCoreClock = HSI_VALUE;
            break;
    
        case 0x04:                                                  // HSE 外部高速晶振 被选为系统时钟源
            SystemCoreClock = HSE_VALUE;
            break;
    
        case 0x08:                                                  // PLL 被先为系统时钟源     
            pllmull = RCC->CFGR & RCC_CFGR_PLLMULL;                 // PLL 时钟源及倍频系数
            pllsource = RCC->CFGR & RCC_CFGR_PLLSRC;       
            pllmull = ( pllmull >> 18) + 2;      
            if (pllsource == 0x00)
            {        
                SystemCoreClock = (HSI_VALUE >> 1) * pllmull;       // HSI振荡器时钟2分频作为PLL时钟输入
            }
            else
            {                                                       // HSE作为PLL时钟输入                              
                if ((RCC->CFGR & RCC_CFGR_PLLXTPRE) != (u32)RESET)
                {
                    SystemCoreClock = (HSE_VALUE >> 1) * pllmull;   // HSE 2分频
                }
                else
                {
                    SystemCoreClock = HSE_VALUE * pllmull;
                }
            }
            break;

        default:
            SystemCoreClock = HSI_VALUE;
            break;
    } 
    tmp = AHBPrescTable[((RCC->CFGR & RCC_CFGR_HPRE) >> 4)];  
    SystemCoreClock >>= tmp;    
}