上圖是STM32的時鐘樹。
從樹上我們可以看到，STM32的時鐘有兩個來源——內部時鐘和外部時鐘。按時鐘頻率來分，又分為高速時鐘和低速時鐘。所以STM32的時鐘有四個來源——高速外部時鐘信號（HSE）、低速外部時鐘信號（LSE）、高速內部時鐘信號（HSI）和低速內部時鐘信號（LSI），圖中分別用藍色的①~④標注。
①HSE高速外部時鐘：由外部4~16MHz的晶體或有源晶振提供，通常采用8MHz，ST三合一板上的也是8MHz。 ②LSI低速外部時鐘：外部晶體提供，主要是給實時時鐘（RTC），一般為32.768kHz。 ③HSI高速內部時鐘：由內部RC振蕩器產生的8MHz時鐘，但不夠穩定。 ④LSI低速內部時鐘：內部RC振蕩器產生的供給RTC的時鐘，頻率在30kHz~60kHz之間，通常約40kHz。 時鐘在STM32內部最終是供給四大塊，圖中用紅色橢圓圈出——USB的48MHz時鐘、系統時鐘SYSCLK、實時時鐘模塊RTC、獨立看門狗的時鐘IWDGCLK。其中最主要的，也是最大頭是系統時鐘SYSCLK，它可以是內部或外部高速時鐘直接接過來，也可以內、外部高速時鐘是PLL倍頻后提供的，系統時鐘再分別供給Cortex內核、SDIO、AHB總線、DMA、APB1、APB2等。。 我們通常是采用外部8MHz高速時鐘（HSE），所以著重說HSE。我們以前面的GPIO上的時鐘為例，由ST的Datasheet可知，GPIO是在APB2高速外設總線上的，圖中綠色的線就是時鐘的流程，我們一步步地來看。 8MHz外部晶體（或晶振）輸入后，先經過一個開關PLLXTPRE（HSE divider for PLL entry），此開關決定對HSE進行2分頻再輸入到PLL或直接到PLL。我們選擇不分頻。 這樣時鐘又到了第二個開關PLLSRC（PLL entry clock source），此開關決定PLL的時鐘來源，是內部高速時鐘二分頻的時鐘還是PLLXTPRE的輸出。我們選擇后者，這時的時鐘在進入PLL前還是8MHz，因為在PLLXTPRE我們沒有分頻。 到了PLL倍頻器，由PLLMUL決定倍頻系統數，可以選擇2~16倍頻輸出，但記住，PLL輸出頻率最高72MHz，所以我們選擇9倍頻，這樣PLL輸出就是最高72MHz的PLLCLK時鐘了。這時的PLLCLK為USB提供時鐘。 開關SW來決定SYSCLK的時鐘來源，前面已經提到，這里我們由PLLCLK做為SYSCLK的來源，這樣系統時鐘SYSCLK就是72MHz了。 在供給外設前，先經過AHB預分頻，我們選擇不分頻；在供給GPIO前，還要再經過APB2預分頻，因為APB2為高速外設，所以我們選擇不分頻，這樣GPIO的時鐘就是72MHz了。注意，低速外設APB1最高頻率為36MHz，所以在使用APB1的外設時，要注意設置好分頻系統。還要注意，要使用外設，先要對外設時鐘進行使能，見圖中黃色云形框。這是因為STM32采用了低功耗的設計，對不使用的外設，其時鐘不使能，以達到降低功耗的效果。 時鐘的設置在程序中是怎么來實現的呢？這里我們以前面GPIO的程序來一步步分析。當然，前面的程序是基于ST庫的，其實也就是分析ST的官方庫了。 我們看到main（）函數中的第一行代碼是調用了一個函數： SystemInit(); 這個函數是在system_stm32f10x.c中： void SystemInit (void) { /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */ /* Set HSION bit */ RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
/* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */ #ifndef STM32F10X_CL RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000; #else RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000; #endif /* STM32F10X_CL */
/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
/* Reset HSEBYP bit */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
/* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */ RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;
#ifdef STM32F10X_CL /* Reset PLL2ON and PLL3ON bits */ RCC->CR &= (uint32_t)0xEBFFFFFF;
/* Disable all interrupts and clear pending bits */ RCC->CIR = 0x00FF0000;
/* Reset CFGR2 register */ RCC->CFGR2 = 0x00000000; #elif defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL) /* Disable all interrupts and clear pending bits */ RCC->CIR = 0x009F0000;
/* Reset CFGR2 register */ RCC->CFGR2 = 0x00000000; #else /* Disable all interrupts and clear pending bits */ RCC->CIR = 0x009F0000; #endif /* STM32F10X_CL */
#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL) #ifdef DATA_IN_ExtSRAM SystemInit_ExtMemCtl(); #endif /* DATA_IN_ExtSRAM */ #endif
/* Configure the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers */ /* Configure the Flash Latency cycles and enable prefetch buffer */ SetSysClock();
#ifdef VECT_TAB_SRAM SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */ #else SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */ #endif }
我們可以看到，程序前面一系統Reset或Disable，最后調用了（紅色標記出來） SetSysClock();
SetSysClock()函數也位于system_stm32f10x.c源文件中： static void SetSysClock(void) { #ifdef SYSCLK_FREQ_HSE SetSysClockToHSE(); #elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz SetSysClockTo24(); #elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz SetSysClockTo36(); #elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz SetSysClockTo48(); #elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz SetSysClockTo56(); #elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz SetSysClockTo72(); #endif
/* If none of the define above is enabled, the HSI is used as System clock source (default after reset) */ }
因為我們使用的是72MHz時鐘，那肯定我們定義了宏SYSCLK_FREQ_72MHz，所以才調用的函數SetSysClockTo72()。我們繼續跟蹤，會發現在源文件開頭，我們的確定義了： #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 在SetSysClockTo72()函數中詳細地對72MHz進行設置，這里就不一步步分析。 前面已經提到，在使用外設時，要使能相應的外設時鐘，例如，在使用GPIOB進行流水燈實驗時，程序中調用了下面的庫函數，對外設時鐘進行設置： RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
另外，STM32還可以把時鐘輸出，如圖左下角的咖啡色方框里面，可以由MCO決定，PLL時鐘二分頻或HIS或HSE或系統時鐘作為主時鐘輸出。
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