1、STM32有5个时钟源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
--》HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为16MHz，精度不高。可以直接作为系统时钟或者用作PLL时钟输入。
--》HSE是告诉外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~26MHz。
--》LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为32KHz，提供低功耗时钟。LSI主要可以作为IWDG独立看门狗时钟，LPTimer低功耗定时器时钟以及RTC时钟。
--》LSE是低速外部时钟，接频率为32.768KHz的石英晶体。为RTC提供精准的时钟频率。
--》PLL为锁相环倍频输出。
STM32F767内部时钟最快可达216MHz，这就是用的PLL倍频输出。其实尤其时钟电路可以知道，系统时钟由HSI、HSE、PLL提供，如果HSE出现故障，那么就会由HSI提供系统时钟源，虽然很慢，但是仍然可以是系统正常运行。下边是STM32F767的时钟树，很用以理解。
主PLL时钟计算：PLCK = HSE * N / ( M * P )，这个公式可以由电路图导出。（一般用的是外部告诉时钟，xN倍频一般为50~432，R分频系数一般为2~7，Q分频系数一般为2~15）
2、任何一个外设在使用前必须首先要使能相应的时钟
其实任何一个电路的逻辑控制器都是通过一个寄存器来控制的。RCC控制时钟的相关寄存器定义在RCC_TypeDef中。
1 typedef struct
2 {
3 __IO uint32_t CR; /*!< RCC clock control register, Address offset: 0x00 */
4 __IO uint32_t PLLCFGR; /*!< RCC PLL configuration register, Address offset: 0x04 */
5 __IO uint32_t CFGR; /*!< RCC clock configuration register, Address offset: 0x08 */
6 __IO uint32_t CIR; /*!< RCC clock interrupt register, Address offset: 0x0C */
7 __IO uint32_t AHB1RSTR; /*!< RCC AHB1 peripheral reset register, Address offset: 0x10 */
8 __IO uint32_t AHB2RSTR; /*!< RCC AHB2 peripheral reset register, Address offset: 0x14 */
9 __IO uint32_t AHB3RSTR; /*!< RCC AHB3 peripheral reset register, Address offset: 0x18 */
10 uint32_t RESERVED0; /*!< Reserved, 0x1C */
11 __IO uint32_t APB1RSTR; /*!< RCC APB1 peripheral reset register, Address offset: 0x20 */
12 __IO uint32_t APB2RSTR; /*!< RCC APB2 peripheral reset register, Address offset: 0x24 */
13 uint32_t RESERVED1[2]; /*!< Reserved, 0x28-0x2C */
14 __IO uint32_t AHB1ENR; /*!< RCC AHB1 peripheral clock register, Address offset: 0x30 */
15 __IO uint32_t AHB2ENR; /*!< RCC AHB2 peripheral clock register, Address offset: 0x34 */
16 __IO uint32_t AHB3ENR; /*!< RCC AHB3 peripheral clock register, Address offset: 0x38 */
17 uint32_t RESERVED2; /*!< Reserved, 0x3C */
18 __IO uint32_t APB1ENR; /*!< RCC APB1 peripheral clock enable register, Address offset: 0x40 */
19 __IO uint32_t APB2ENR; /*!< RCC APB2 peripheral clock enable register, Address offset: 0x44 */
20 uint32_t RESERVED3[2]; /*!< Reserved, 0x48-0x4C */
21 __IO uint32_t AHB1LPENR; /*!< RCC AHB1 peripheral clock enable in low power mode register, Address offset: 0x50 */
22 __IO uint32_t AHB2LPENR; /*!< RCC AHB2 peripheral clock enable in low power mode register, Address offset: 0x54 */
23 __IO uint32_t AHB3LPENR; /*!< RCC AHB3 peripheral clock enable in low power mode register, Address offset: 0x58 */
24 uint32_t RESERVED4; /*!< Reserved, 0x5C */
25 __IO uint32_t APB1LPENR; /*!< RCC APB1 peripheral clock enable in low power mode register, Address offset: 0x60 */
26 __IO uint32_t APB2LPENR; /*!< RCC APB2 peripheral clock enable in low power mode register, Address offset: 0x64 */
27 uint32_t RESERVED5[2]; /*!< Reserved, 0x68-0x6C */
28 __IO uint32_t BDCR; /*!< RCC Backup domain control register, Address offset: 0x70 */
29 __IO uint32_t CSR; /*!< RCC clock control & status register, Address offset: 0x74 */
30 uint32_t RESERVED6[2]; /*!< Reserved, 0x78-0x7C */
31 __IO uint32_t SSCGR; /*!< RCC spread spectrum clock generation register, Address offset: 0x80 */
32 __IO uint32_t PLLI2SCFGR; /*!< RCC PLLI2S configuration register, Address offset: 0x84 */
33 __IO uint32_t PLLSAICFGR; /*!< RCC PLLSAI configuration register, Address offset: 0x88 */
34 __IO uint32_t DCKCFGR1; /*!< RCC Dedicated Clocks configuration register1, Address offset: 0x8C */
35 __IO uint32_t DCKCFGR2; /*!< RCC Dedicated Clocks configuration register 2, Address offset: 0x90 */
36
37 } RCC_TypeDef;
结构体：RCC_TypeDef
3、时钟系统初始化（程序角度HAL库）
在STM32的启动文件中都会由如下代码段(我们称之为引导代码)：
1 Reset_Handler PROC 2 EXPORT Reset_Handler [WEAK] 3 IMPORT SystemInit 4 IMPORT __main 5 6 LDR R0, =SystemInit 7 BLX R0 8 LDR R0, =__main 9 BX R0 10 ENDP;
很容易看出，在执行__main函数之前需要先执行SystemInit函数进行系统初始化，而不是我们自认为的会直接到
main函数开始执行（注意__main函数与main函数有区别，详细区别参见之后的STM32之启动文件讲解，暂时未出），总之我们这里只要知道在main函数执行之前系统要先执行SystemInit函数，其定义为：
1 void SystemInit(void)
2 {
3 /* FPU settings ------------------------------------------------------------*/
4 #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
5 SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
6 #endif
7 /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------*/
8 /* Set HSION bit */
9 RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
10
11 /* Reset CFGR register */
12 RCC->CFGR = 0x00000000;
13
14 /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
15 RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
16
17 /* Reset PLLCFGR register */
18 RCC->PLLCFGR = 0x24003010;
19
20 /* Reset HSEBYP bit */
21 RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
22
23 /* Disable all interrupts */
24 RCC->CIR = 0x00000000;
25
26 /* Configure the Vector Table location add offset address ------------------*/
27 #ifdef VECT_TAB_SRAM
28 SCB->VTOR = RAMDTCM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */
29 #else
30 SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */
31 #endif
32 }
SystemInit函数主要有三个功能：
--》首先是对FPU的设置，关于浮点运算的设置。
--》其次就是对一些寄存器的默认配置，也就是将其设置为初始值。
其中 RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; /* Set HSION bit */ 目的就是设置系统默认时钟为高速内部时钟（HSI），因为在刚开始时系统不确定你是否使用了外部时钟，在这里会进行初试默认值的设置，包括其他寄存器，在这里都有设置开始时的默认值。
--》最后是对中断像量表的地址的设置，包括他的基地址和偏移地址。
HAL库中没有对于系统时钟的设置，只是有个初始值，而在标准库（M3，M4所使用的）中则实在系统初始化函数中对系统时钟进行设置的，不需要用户单独去写时钟配置的函数。
HAL库中系统时钟配置的一般步骤（stm32_clock_init函数）：
1—>使能PWR时钟，调用：
1 /* Enable Power Clock*/ 2 __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
2—>设置调压器输出电压级别，调用：
1 /* Set Range */ 2 __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(VoltageScaling);
3—>选择是否开启Over-Driver功能，调用：
1 HAL_PWREx_EnableOverDrive(); //开启Over-Driver功能
4—>配置时钟源相关参数，调用：
1 HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure);//初始化
5—>配置系统时钟源以及AHB、APB1和APB2的分频系数，调用函数：
1 HAL_RCC_ClockConfig();
最主要的两个配置函数：
1 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct);//时钟源配置函数 2 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t FLatency);//时钟配置函数
时钟源配置函数入口参数时钟源结构体定义：
1 typedef struct
2 {
3 uint32_t OscillatorType; /*!< The oscillators to be configured.
4 This parameter can be a value of @ref RCC_Oscillator_Type */
5
6 uint32_t HSEState; /*!< The new state of the HSE.
7 This parameter can be a value of @ref RCC_HSE_Config */
8
9 uint32_t LSEState; /*!< The new state of the LSE.
10 This parameter can be a value of @ref RCC_LSE_Config */
11
12 uint32_t HSIState; /*!< The new state of the HSI.
13 This parameter can be a value of @ref RCC_HSI_Config */
14
15 uint32_t HSICalibrationValue; /*!< The HSI calibration trimming value (default is RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT).
16 This parameter must be a number between Min_Data = 0x00 and Max_Data = 0x1F */
17
18 uint32_t LSIState; /*!< The new state of the LSI.
19 This parameter can be a value of @ref RCC_LSI_Config */
20
21 RCC_PLLInitTypeDef PLL; /*!< PLL structure parameters */
22
23 }RCC_OscInitTypeDef;
刚好有5个时钟源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL，其中在时钟源配置函数中要先对时钟源类型，在进行相应的时钟源配置，而不同的时钟原配置所需要的操作是不同的，因此这里就要先用时钟源类型来进行判断。要设置主PLL参数就又需要一个结构体来实现（RCC_PLLInitTypeDef ）：
1 typedef struct
2 {
3 uint32_t PLLState; /*!< The new state of the PLL.
4 This parameter can be a value of @ref RCC_PLL_Config */
5
6 uint32_t PLLSource; /*!< RCC_PLLSource: PLL entry clock source.
7 This parameter must be a value of @ref RCC_PLL_Clock_Source */
8
9 uint32_t PLLM; /*!< PLLM: Division factor for PLL VCO input clock.
10 This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 63 */
11
12 uint32_t PLLN; /*!< PLLN: Multiplication factor for PLL VCO output clock.
13 This parameter must be a number between Min_Data = 50 and Max_Data = 432 */
14
15 uint32_t PLLP; /*!< PLLP: Division factor for main system clock (SYSCLK).
16 This parameter must be a value of @ref RCC_PLLP_Clock_Divider */
17
18 uint32_t PLLQ; /*!< PLLQ: Division factor for OTG FS, SDMMC and RNG clocks.
19 This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 15 */
20 #if defined (STM32F765xx) || defined (STM32F767xx) || defined (STM32F769xx) || defined (STM32F777xx) || defined (STM32F779xx)
21 uint32_t PLLR; /*!< PLLR: Division factor for DSI clock.
22 This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 7 */
23 #endif /* STM32F767xx || STM32F769xx || STM32F777xx || STM32F779xx */
24
25 }RCC_PLLInitTypeDef;
这些程序代码结合最上边的时钟树就可以很容易的理解了，其中PLLM、PLLN、PLLP、PLLQ、PLLR与时钟树中主PLL中参数M、N、P、Q、R一一对应。
以下代码为时钟源配置相关代码（HAL_RCC_OscConfig函数配置方法）：
1 RCC_OscInitStructure.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; //时钟源为HSE 2 RCC_OscInitStructure.HSEState=RCC_HSE_ON; //打开HSE 3 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON; //打开PLL 4 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE; //PLL时钟源选择HSE 5 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLM=pllm; //主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频) 6 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLN=plln; //主PLL倍频系数(PLL倍频) 7 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLP=pllp; //系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频) 8 RCC_OscInitStructure.PLL.PLLQ=pllq; //USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频) 9 ret=HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure);//初始化
时钟配置函数相关代码（HAL_RCC_ClockConfig函数配置方法）：
1 //选中PLL作为系统时钟源并且配置HCLK,PCLK1和PCLK2 2 RCC_ClkInitStructure.ClockType=(RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2); 3 RCC_ClkInitStructure.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;//设置系统时钟时钟源为PLL 4 RCC_ClkInitStructure.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;//AHB分频系数为1 5 RCC_ClkInitStructure.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV4;//APB1分频系数为4 6 RCC_ClkInitStructure.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2;//APB2分频系数为2 7 ret=HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure,FLASH_LATENCY_7);//同时设置FLASH延时周期为7WS，也就是8个CPU周期。
这样就将系统时钟配置好了，注意与时钟树相结合，更容易理解。
而要想达到最大时钟频率216MHz那么就需要我们开启Over-Driver的功能，还要设置调压器的级别为1。这样还没有设置完全，还有一个等待周期的设置，一般电压范围确定后等待周期也就固定了，这个参数的配置其实就是时钟入口参数的第二个值FLatency。
原文地址：https://www.cnblogs.com/vcan123/p/10424901.html
时间： 2024-10-13 08:08:33