1 綜述

1.1 時鐘源

在STM32中症杏，一共有5個時鐘源厉颤，分別是HSI喧伞、HSE、LSI翁逞、LSE溉仑、PLL浊竟。

• HSI：高速內(nèi)部時鐘源，RC振蕩器必怜，頻率為8MHz后频。
• HSE：高速外部時鐘源暖途，可接石英/陶瓷諧振器或外部時鐘驻售，頻率范圍為4~16MHz更米。
• LSI：低速內(nèi)部時鐘源，RC振蕩器迟几，頻率為40KHz眶痰。
• LSE：低速外部時鐘源竖伯，接頻率為32.768KHz的石英晶體因宇。
• PLL：鎖相環(huán)倍頻輸出察滑，嚴格來說它不是獨立時鐘源，需要外接時鐘源户盯，輸入可接HSI/2，HSE或是HSE/2。PLL倍頻范圍為x2~x16袁余，但最大輸出頻率不能超過72MHz郊酒。

其中，LSI供獨立看門狗IWDG使用，也可以被選為實時時鐘源姥闭，不過越走，實時時鐘源還可以選擇LSE或者是HSE的128分配。在STM32中南片，全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個48MHz的時鐘源薪缆，該時鐘源只能從PLL端獲取拣帽，可選擇分頻1分頻或1.5分頻嚼锄，若使用USB模塊則必須先使能PLL并且時鐘配置為72MHz或48MHz。

此外拧粪，在STM32中沧侥，可以選擇一個時鐘信號從MCO（PA8）腳輸出宴杀，可以選擇時鐘源為PLL輸出的2分頻、HSI旷余、HSE或系統(tǒng)時鐘扁达。

系統(tǒng)時鐘SYSCLK罩驻，他提供STM32中絕大部分不見的工作時鐘，系統(tǒng)時鐘可以選擇PLL輸出砾跃、HSE和HSI节吮、系統(tǒng)時鐘最大頻率為72MHz透绩，通過AHB分配器分頻后送給各個模塊使用壁熄，AHB分配器可選1草丧、2莹桅、4、8懂拾、·6铐达、64瓮孙、128、256栗涂、512分頻祈争，AHB分配器輸出時鐘可以供5大模塊使用：

• 送給AHB總線菩混、內(nèi)核扁藕、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時鐘亿柑。
• 通過8分頻后送個Cortex的系統(tǒng)定時器時鐘STCLK。
• 直接送給Cortex的空閑運行時鐘FCLK疟游。
• 送個低速外設總線APB1分配器颁虐，APB1分配器可以選擇1卧须、2儒陨、4蹦漠、8和16分頻车海，其輸出一路供APB1外設使用（PCLK1容劳，最大頻率36MHz）；另一路送個定時器（TIM2~TIM7）倍頻器使用蚜印，該定時器倍頻器根據(jù)APB1分頻值自動選擇x1或x2倍頻（APB1分頻值為1時留量，定時器倍頻器為1倍頻楼熄，APB1分頻值為其它值時，定時器倍頻器采用2倍頻）错敢。
• 送給高速外設總線APB2分頻器稚茅，APB2分配器可選擇1平斩、2绘面、4、8和16分頻晚凿，其輸出一路供APB2外設使用（PLCK2塘辅，最大頻率為72MHz）扣墩；一路送給定時器（TIM1&TIM8）使用扛吞，該定時器倍頻器根據(jù)APB2分頻值自動選擇x1或x2倍頻（APB2分頻值為1時滥比，定時器倍頻器為1倍頻做院，APB2分頻值為其它值時键耕，定時器倍頻器采用2倍頻）；此外村视，APB2分配器輸出還有一路供給ADC分配器使用蚁孔，ADC分配器分頻后供ADC模塊使用惋嚎，ADC分頻可選2另伍、4、6和8分頻愕宋，不過ADC模塊最大輸入時鐘不錯過14MHz结榄。

1.2 時鐘樹

圖1 STM32時鐘樹

2. 時鐘源

2.1 HSE時鐘

高速外部時鐘信號（HSE）可以有以下兩種時鐘源產(chǎn)生：

• HSE外部晶體/陶瓷諧振器
• HSE用戶外部時鐘

為了減少時鐘輸出的失真和縮短啟動穩(wěn)定時間，晶體/陶瓷諧振器和負載電容器必須盡可能地靠近振蕩器引腳蝎土，負載電容值必須根據(jù)所選擇的振蕩器來調(diào)整誊涯。

圖2 HSE/LSE時鐘源

外部時鐘源（HSE旁路）
在這個模式里暴构，必須提供外部時鐘段磨，它的頻率最高可達25MHz苹支，用戶可通過設置在時鐘控制寄存器中的HSEBYP和HSEON位來選擇這一模式债蜜。外部時鐘信號(50%占空比的方波究反、正弦波或三角波)必須連到SOC_IN引腳精耐，同時保證OSC_OUT引腳懸空，見圖2）唐含。

外部晶體/陶瓷諧振器（HSE晶體）
4~16Mz外部振蕩器可為系統(tǒng)提供更為精確的主時鐘捷枯，相關的硬件配置可參考圖1专执，進一步信息可參考數(shù)據(jù)手冊的電氣特性部分本股。在時鐘控制寄存器RCC_CR中的HSERDY位用來指示高速外部振蕩器是否穩(wěn)定，在啟動時苟径，直到這一位被硬件置’1’棘街，時鐘才被釋放出來承边。如果在時鐘中斷寄存器RCC_CIR中允許產(chǎn)生中斷博助，將會產(chǎn)生相應中斷，HSE晶體可以通過設置時鐘控制寄存器里RCC_CR中的HSEON位被啟動和關閉蛔糯。

2.2 HSI時鐘

HSI時鐘信號由內(nèi)部8MHz的RC振蕩器產(chǎn)生渤闷，可直接作為系統(tǒng)時鐘或在2分頻后作為PLL輸入。HSI RC振蕩器能夠在不需要任何外部器件的條件下提供系統(tǒng)時鐘狼电，它的啟動時間比HSE晶體振蕩器短肩碟，然而凸椿，即使在校準之后它的時鐘頻率精度仍較差脑漫。
校準：制造工藝決定了不同芯片的RC振蕩器頻率會不同，這就是為什么每個芯片的HSI時鐘頻率在出廠前已經(jīng)被ST校準到1%(25°C)的原因吨拍。系統(tǒng)復位時羹饰，工廠校準值被裝載到時鐘控制寄存器的HSICAL[7:0]位碳却，如果用戶的應用基于不同的電壓或環(huán)境溫度昼浦，這將會影響RC振蕩器的精度座柱，這時用戶可以通過時鐘控制寄存器里的HSITRIM[4:0]位來調(diào)整HSI頻率，時鐘控制寄存器中的HSIRDY位用來指示HSI RC振蕩器是否穩(wěn)定，在時鐘啟動過程中火诸，直到這一位被硬件置’1’置蜀， HSI RC輸出時鐘才被釋放。 HSI RC可由時鐘控制寄存器中的HSION位來啟動和關閉馋吗。如果HSE晶體振蕩器失效宏粤， HSI時鐘會被作為備用時鐘源灼卢。

2.3 PLL時鐘

內(nèi)部PLL可以用來倍頻HSI RC的輸出時鐘或HSE晶體輸出時鐘鞋真。PLL的設置(選擇HSI振蕩器除2或HSE振蕩器為PLL的輸入時鐘涩咖、配置倍頻因子)必須在其被激活前完成，一旦PLL被激活特幔，這些參數(shù)就不能被修改敬辣。如果PLL中斷在時鐘中斷寄存器里被允許溉跃，當PLL準備就緒時告抄，可產(chǎn)生中斷申請打洼。如果需要在應用中使用USB接口募疮， PLL必須被設置為輸出48或72MHZ時鐘，用于提供48MHz的USBCLK時鐘他嚷。

2.4 LSE時鐘

LSE晶體是一個32.768kHz的低速外部晶體或陶瓷諧振器筋蓖，它為實時時鐘或者其他定時功能提供一個低功耗且精確的時鐘源。LSE晶體通過在備份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEON位啟動和關閉蚣抗，在備份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSERDY指示LSE晶體振蕩是否穩(wěn)定翰铡，在啟動階段两蟀，直到這個位被硬件置’1’后赂毯， LSE時鐘信號才被釋放出來拣宰。如果在時鐘中斷寄存器里被允許，可產(chǎn)生中斷申請巡社。

外部時鐘源(LSE旁路)
在這個模式里必須提供一個32.768kHz頻率的外部時鐘源膛堤。你可以通過設置在備份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEBYP和LSEON位來選擇這個模式。具有50%占空比的外部時鐘信號(方波晌该、正弦波或三角波)必須連到OSC32_IN引腳肥荔，同時保證OSC32_OUT引腳懸空，見圖１朝群。

2.5 LSI時鐘

LSI RC擔當一個低功耗時鐘源的角色燕耿，它可以在停機和待機模式下保持運行，為獨立看門狗和自動喚醒單元提供時鐘姜胖。 LSI時鐘頻率大約40kHz(在30kHz和60kHz之間)。LSI RC可以通過控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR)里的LSION位來啟動或關閉右莱，在控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR)里的LSIRDY位指示低速內(nèi)部振蕩器是否穩(wěn)定蚜锨，在啟動階段，直到這個位被硬件設置為’1’后慢蜓，此時鐘才被釋放亚再。如果在時鐘中斷寄存器(RCC_CIR)里被允許，將產(chǎn)生LSI中斷申請晨抡。

LSI校準
可以通過校準內(nèi)部低速振蕩器LSI來補償其頻率偏移针余，從而獲得精度可接受的RTC時間基數(shù)饲鄙，以及獨立看門狗(IWDG)的超時時間(當這些外設以LSI為時鐘源)凄诞。校準可以通過使用TIM5的輸入時鐘(TIM5_CLK)測量LSI時鐘頻率實現(xiàn)圆雁，測量以HSE的精度為保證，軟件可以通過調(diào)整RTC的20位預分頻器來獲得精確的RTC時鐘基數(shù)帆谍，以及通過計算得到精確的獨立看門狗(IWDG)的超時時間伪朽。

LSI校準步驟如下：
1.打開TIM5，設置通道4為輸入捕獲模式汛蝙；
2.設置AFIO_MAPR的TIM5_CH4_IREMAP位為’1’烈涮，在內(nèi)部把LSI連接到TIM5的通道4；
3.通過TIM5的捕獲/比較4事件或者中斷來測量LSI時鐘頻率窖剑；
4.根據(jù)測量結果和期望的RTC時間基數(shù)和獨立看門狗的超時時間坚洽，設置20位預分頻器。

2.6 系統(tǒng)時鐘

系統(tǒng)復位后西土， HSI振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘讶舰，當時鐘源被直接或通過PLL間接作為系統(tǒng)時鐘時，它將不能被停止需了，只有當目標時鐘源準備就緒了(經(jīng)過啟動穩(wěn)定階段的延遲或PLL穩(wěn)定)跳昼，從一個時鐘源到另一個時鐘源的切換才會發(fā)生，在被選擇時鐘源沒有就緒時肋乍，系統(tǒng)時鐘的切換不會發(fā)生鹅颊，直至目標時鐘源就緒，才發(fā)生切換墓造。在時鐘控制寄存器(RCC_CR)里的狀態(tài)位指示哪個時鐘已經(jīng)準備好了堪伍，哪個時鐘目前被用作系統(tǒng)時鐘。

2.7 RTC時鐘

通 過 設 置 備 份 域 控 制 寄 存 器 (RCC_BDCR) 里 的 RTCSEL[1:0] 位 觅闽， RTCCLK 時 鐘 源 可 以 由HSE/128帝雇、 LSE或LSI時鐘提供，除非備份域復位谱煤，此選擇不能被改變摊求，LSE時鐘在備份域里，但HSE和LSI時鐘不是刘离，因此：

• 如果LSE被選為RTC時鐘：只要VBAT維持供電室叉，盡管VDD供電被切斷， RTC仍繼續(xù)工作硫惕。
• 如果LSI被選為自動喚醒單元(AWU)時鐘：如果VDD供電被切斷茧痕， AWU狀態(tài)不能被保證。
• 如果HSE時鐘128分頻后作為RTC時鐘：如果VDD供電被切斷或內(nèi)部電壓調(diào)壓器被關閉(1.8V域的供電被切斷)恼除，則RTC狀態(tài)不確定踪旷。必須設置電源控制寄存器(PWR_CR)的DPB位為’1’(取消后備區(qū)域的寫保護)曼氛。

2.8 看門狗時鐘

如果獨立看門狗已經(jīng)由硬件選擇或軟件啟動， LSI振蕩器將被強制在打開狀態(tài)令野，并且不能被關閉舀患，在LSI振蕩器穩(wěn)定后，時鐘供應給IWDG气破。

2.9 時鐘輸出

STM32允許輸出時鐘信號到外部MCO引腳聊浅，不過相應的GPIO端口寄存器必須被配置為相應功能。以下8個時鐘信號可被選作MCO時鐘：

• SYSCLK
• HSI
• HSE
• 除2的PLL時鐘
• PLL2時鐘
• PLL3時鐘除以2
• XT1外部3~25MHz振蕩器(用于以太網(wǎng))
• PLL3時鐘(用于以太網(wǎng))在MCO上輸出的時鐘必須小于50MHz(這是I/O端口的最大速度)现使。

時鐘的選擇由時鐘配置寄存器(RCC_CFGR)中的MCO[3:0]位控制低匙。

3 外設時鐘系統(tǒng)

以下介紹不同總線上掛載各種外設，不同的芯片系列可能缺少某些外設碳锈，用戶應根據(jù)自己的芯片型號確定顽冶。

1.AHB總線外設：DMA1、DMA2售碳、SRAM强重、FLASH、CRC团滥、FSMC竿屹、SDIO、OTG(互聯(lián)型設備）灸姊、ETH（互聯(lián)型設備）拱燃。
2.APB1(低速外設總線）：TIM2_TIM7、TIM12TIM14力惯、WWDG碗誉、SPI2_{SPI3、USART2}USART3父晶、UART4_{UART5哮缺、I2C1}I2C2、USB甲喝、CAN1~CAN2尝苇、BKP、DAC埠胖、CEC糠溜。
3.APB2（高速外設總線）：AFIO、GPIOA_{GPIOG直撤、ADC1}ADC2非竿、TIM1、TIM8谋竖、SPI1红柱、USART1承匣、ADC3、TIM15_{TIM17锤悄、TIM9}TIM11韧骗。

4 RCC庫函數(shù)

4.1 時鐘頻率

typedef struct
{
  uint32_t SYSCLK_Frequency;  /*!< 系統(tǒng)時鐘頻率，單位：Hz */
  uint32_t HCLK_Frequency;    /*!< AHB總線時鐘頻率铁蹈，單位：Hz */
  uint32_t PCLK1_Frequency;   /*!< APB1總線時鐘頻率宽闲，單位：Hz */
  uint32_t PCLK2_Frequency;   /*!< APB2總線時鐘頻率，單位：Hz */
  uint32_t ADCCLK_Frequency;  /*!< ADC模塊輸入時鐘頻率握牧，單位：Hz */
}RCC_ClocksTypeDef;

4.2 RCC庫函數(shù)

RCC庫函數(shù)原型及實現(xiàn)請詳見stm32f10x_rcc模塊，以下僅介紹各接口的作用娩梨。

5 時鐘系統(tǒng)初始化

假設采用外部提供晶振（HSE）頻率為8MHz沿腰，PLLCLK=SYSCLK=72MHz，PCLK2=72MHz狈定，PCLK1=36MHz颂龙，則時鐘系統(tǒng)初始化代碼如下：

void RCC_config()
{ 
  ErrorStatus HSEStartUpStatus; // 定義錯誤狀態(tài)變量

  /* 時鐘系統(tǒng)初始化 */
  RCC_DeInit();//將RCC寄存器重新設置為默認值
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //打開外部高速時鐘晶振
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();// 等待外部高速時鐘晶振工作
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) 
  { 
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);//設置AHB不分頻，HCLK=SYSCLK
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);//設置APB2不分頻纽什，P2CLK=HCLK
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //設置APB1 為2分頻措嵌，P1CLK=HCLK/2
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);//設置FLASH代碼延時
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);//使能預取指緩存
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, //設置PLL時鐘源，
      RCC_PLLMul_9);//外部時鐘不分頻芦缰，為HSE的9倍頻8MHz * 9 = 72MHz
    RCC_PLLCmd(ENABLE);//使能PLL
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);//等待PLL準備就緒
    {
      RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//設置PLL為系統(tǒng)時鐘源
      while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)//判斷PLL是否是系統(tǒng)時鐘
      {
      } 
    }
  }

  /* 以下示例部分外設時鐘初始化 */
  /* 使能DMA1時鐘*/
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
  /* 使能CAN1時鐘*/
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);
  /* 使能GPIOD時鐘*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); 
}