STM32設(shè)置時(shí)鐘的操作方法和步驟

本文的目錄結(jié)構(gòu)如下：

1、STM32F407 的時(shí)鐘來(lái)源

1.1、HSI 時(shí)鐘

1.2、HSE 時(shí)鐘

1.3、主 PLL 時(shí)鐘

2、時(shí)鐘樹(shù)

3、配置系統(tǒng)時(shí)鐘

3.1、系統(tǒng)時(shí)鐘有關(guān)寄存器

3.2、使用系統(tǒng)的默認(rèn)配置

3.3、系統(tǒng)時(shí)鐘配置所用到的相關(guān)宏定義

3.4、SystemInit( )函數(shù)

3.5、SetSysClock( )函數(shù)

3.6、自行配置時(shí)鐘

對(duì)于STM32這款單片機(jī)，現(xiàn)在是越來(lái)越多的人熟悉和使用它了。在很多的項(xiàng)目和產(chǎn)品中都有它的身影，以及現(xiàn)在很多的大學(xué)課程都是用STM32開(kāi)展教學(xué)了，已經(jīng)是應(yīng)用很廣泛了。

想當(dāng)初我在大學(xué)的時(shí)候，上課教的還是51單片機(jī)，而且還是老師照著課本念的。當(dāng)時(shí)做的第一個(gè)單片機(jī)產(chǎn)品還是用51單片機(jī)做的流水燈，哈哈!

那么，在使用STM32單片機(jī)進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的時(shí)候，第一步都是要做好時(shí)鐘的設(shè)置的。這個(gè)時(shí)鐘的設(shè)置是非常重要的，因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。不同的項(xiàng)目都會(huì)根據(jù)實(shí)際的使用需求，采用不同的時(shí)鐘頻率，所以需要對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置。

下面分享一下STM32設(shè)置時(shí)鐘的操作方法和步驟。本文以STM32F407為例講講時(shí)鐘配置!

1、STM32F407 的時(shí)鐘來(lái)源

從STM32F4的參考手冊(cè)上可以看到，STM32F407的時(shí)鐘可以有三種時(shí)鐘來(lái)源，如下圖：

這幾個(gè)時(shí)鐘區(qū)別分別如下：

1.1、HSI 時(shí)鐘

HSI 時(shí)鐘信號(hào)由STM32內(nèi)部 16 MHz 的RC 振蕩器生成，可直接用作系統(tǒng)時(shí)鐘，或者用作 PLL 輸入。

因?yàn)樗莾?nèi)部的集成RC振蕩器，不需要額外的外部晶振和電路，所以使用它的話(huà)成本就比較低。但是它的精度相比外部的晶振或者陶瓷諧振器，精度是比不上的，所以一般都不用這個(gè)作為系統(tǒng)的主時(shí)鐘來(lái)源。

1.2、HSE 時(shí)鐘

HSE 時(shí)鐘指的是來(lái)源于外部晶振的時(shí)鐘源。它一般可以由兩個(gè)時(shí)鐘源來(lái)提供：(1)HSE 外部晶振/陶瓷諧振器(2)HSE 外部時(shí)鐘(比如：8M、25M)

參見(jiàn)下圖：

1.3、主 PLL 時(shí)鐘

STM32F4xx 器件具有兩個(gè) PLL：

(1)主 PLL (PLL) 由 HSE 或 HSI 振蕩器提供時(shí)鐘信號(hào)，并具有兩個(gè)不同的輸出時(shí)鐘：

1)第一個(gè)輸出用于生成高速系統(tǒng)時(shí)鐘(最高達(dá) 168 MHz)

2)第二個(gè)輸出用于生成 USB OTG FS 的時(shí)鐘 (48 MHz)、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的時(shí)鐘 (48 MHz) 和 SDIO 時(shí)鐘 (48 MHz)。

(2)專(zhuān)用 PLL (PLLI2S) 用于生成精確時(shí)鐘，從而在 I2S 接口實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音頻性能。注意：在系統(tǒng)復(fù)位后，默認(rèn)系統(tǒng)時(shí)鐘為 HSI。在直接使用 HSI 或者通過(guò) PLL 使用時(shí)鐘源來(lái)作為系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，該時(shí)鐘源無(wú)法停止。

2、時(shí)鐘樹(shù)

STM2F4的時(shí)鐘樹(shù)如下圖所示：

從上圖中可以看到，系統(tǒng)的時(shí)鐘來(lái)源可以通過(guò)選擇器選擇，然后通過(guò)預(yù)分頻器配置 AHB 頻率、高速 APB (APB2) 和低速 APB (APB1)。

其中，AHB 域的最大頻率為 168 MHz，高速 APB2 域的最大允許頻率為 84 MHz，低速 APB1 域的最大允許頻率為 42 MHz。不同的時(shí)鐘分給不同的外設(shè)使用，從而滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)外設(shè)的正常工作所需的時(shí)鐘條件。

3、配置系統(tǒng)時(shí)鐘

3.1、系統(tǒng)時(shí)鐘有關(guān)寄存器

由于STM32系統(tǒng)復(fù)位之后默認(rèn)使用的是HSI時(shí)鐘，所以需要切換為其他時(shí)鐘的話(huà)就需要自己做些配置，也就是需要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，從而切換時(shí)鐘的輸入來(lái)源。STM32F4切換時(shí)鐘所涉及到的寄存器如下面所示：

(1)RCC 時(shí)鐘配置寄存器 (RCC_CFGR)

通過(guò) RCC_CFGR 的 SW1、SW2兩位進(jìn)行設(shè)置，這兩位的選項(xiàng)取值如下：

(2)RCC 時(shí)鐘控制寄存器 (RCC_CR)

通過(guò)這三個(gè)位的置位可以選擇使用的時(shí)鐘，操作如下：

3.2、使用系統(tǒng)的默認(rèn)配置

配置系統(tǒng)的時(shí)鐘，除了使用相關(guān)寄存器進(jìn)行設(shè)置，也可以使用官方提供的固件文件里面的初始化函數(shù)進(jìn)行修改，即可以完成時(shí)鐘的修改和設(shè)置。首先，有一個(gè)差異我們要知道的：STM32F4 與 STM32F10X 有所不同，STM32F4 的時(shí)鐘已經(jīng)默認(rèn)配置好，上電直接可以正常使用。

通過(guò)查看啟動(dòng)代碼文件：startup_stm32f4xx.s，即可以看出。如下：