STM32关于系统时钟

1.STM32关于系统时钟2024-03-25

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在我一开始学习系统时钟的时候，我总是不太明白时钟的概念。有人说时钟好比心脏，或者说，有了时钟一切就能井井有条当然这些说法是没有错误的，但在我看来还是很抽象。单片机一通电就能运行怎么还和时钟扯上关系了，一开始我不明白，但随着我逐渐的学习与理解，以及老师的讲解，我有了更深刻的认识：单片机内部的工作好比春晚现场，每一道节目上场的时间，结束的时间都要严格把控，以秒为单位的话，唱歌需要180s,魔术需要600s，大家节奏要统计，确保流程能够一一对应，而单片机内部也是这个原理，单片机的单位就是脉冲了，这个程序需要100个脉冲，那个程序需要500个脉冲，每个脉冲时间都是固定的所以不会乱套，而时钟源的选择，频率的选择就是为了确保程序与程序，模块与模块之间能够协同工作。

时钟树

在STM32中，有4个时钟源：

① LSI（Low Speed External Clock, 低速内部时钟）：RC振荡器，频率为32KHz。独立看门狗的时钟源只能是LSI，同时LSI还可以做RTC的时钟源。
② LSE（Low Speed Internal Clock, 低速外部时钟）：接频率为32.768KHz的石英晶体，LSE主要是RTC的时钟源。
③ HSI（High Speed Internal Clock, 高速内部时钟）：RC振荡器，频率为16MHz，精度不高
④ HSE（High Speed External Clock, 高速外部时钟）：可接石英/陶瓷谐振器，或外接时钟源，频率范围是2MHz~26MHz。（我们的开发板用的是一个8Mhz的晶振）
⑤ PLL（Phase Locked Loop, 锁相环倍频输出）：理论上不能算是时钟源，只是接收时钟源后对其进行分/倍频，分/倍频倍数可修改参数调节。
其中 ③ ④ ⑤ 是来驱动系统时钟 (SYSCLK)的。

Notice: 以上频率仅针对STM32F40x，其它的以数据手册为准

1. HSE 高速外部时钟信号
可以由有源晶振或者无源晶振提供，频率从4-26MHZ 不等，我们的开发板使用的是8MHZ的晶
振，当HSE 故障时，高速的内部时钟信号HSI会作为备用的系统时钟，直到HSE恢复正常。
2. 锁相环PLL
PLL 的主要作用是对时钟进行倍频，然后把时钟输出到各个功能部件，由HSE 或者HSI 提供时钟输入信号。主PLL 有两路的时钟输出，第一个输出时钟PLLCLK 用于系统时钟，F407 里面最高是168M。第二个输出用于USB OTG FS 的时钟（48M）、RNG 和SDIO 时（<=48M）。
专用的PLLI2S 用于生成精确时钟，给I2S 提供时钟。
PLLCLK的计算公式为：
VCOCLK_IN = PLLCLK_IN / M
VCOCLK_OUT = VCOCLK_IN * N
PLLCLK_OUT=VCOCLK_OUT/P

3. 系统时钟SYSCLK
系统时钟来源可以是：HSI、PLLCLK、HSE，具体的由时钟配置寄存器RCC_CFGR 的SW 位配
置。我们这里设置系统时钟：SYSCLK = PLLCLK =168M。
如果系统时钟是由HSE 经过PLL 倍频之后的PLLCLK 得到，当HSE 出现故障的时候，系统时钟会切换为HSI=16M，直到HSE 恢复正常为止。

4. APB2 总线时钟PCLK2
APB2 总线时钟PCLK2 由HCLK 经过高速APB2 预分频器得到，分频因子可以是:[1,2,4，8，16]，具体由时钟配置寄存器RCC_CFGR 的PPRE2 位设置。PCLK2 属于高速的总线时钟，片上高速的外设就挂载到这条总线上，比如全部的GPIO、USART1、SPI1 等。这里设置为2 分频，即PCLK2 = HCLK /2= 84M

5. APB1 总线时钟PCLK1
APB1 总线时钟PCLK1 由HCLK 经过低速APB 预分频器得到，分频因子可以是:[1,2,4，8，16]，具体由时钟配置寄存器RCC_CFGR 的PPRE1 位设置。PCLK1 属于低速的总线时钟，最高为42M，片上低速的外设就挂载到这条总线上，比如USART2/3/4/5、SPI2/3，I2C1/2 等。
这里设置为4 分频，即PCLK1= HCLK/4 = 42M。

其实对时钟的理解，一开始只需要对其简单的了解即可
1.理解时钟树的基本概念，能大致看懂时钟树框图。
2.重点掌握AHB、APB1、APB2时钟频率划分。
3.能实现频率修改操作

这里要多自己画一画，另外要注意这个

如果是TIM定时器开启：挂在在APBX上的TIM(定时器) 只要APB2,APB1不是对于AHB的1分频，那么在使能定时器时频率都是默认 x2 的 不知道定时器先记住这句话就好。