stm32笔记3 -stm32f4时钟树和时钟控制

一、STM32f4时钟树（图）

附：
基本概念：

• 等腰梯形：选择器，从若干个不同的时钟输入，选择其中一个输出
• /M 为M分频，把频率变为原来的1/M
• ×N 为N倍频，把频率变为原来的N倍

注：

• MCO最大输出频率有100M
• 任何外设在使用之前要先使能对应的时钟
• 对于每个时钟源来说，在未使用时都可单独打开或者关闭，以降低功耗

二、STM32时钟源（5个）

① LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为32kHz，提供低功耗时钟。主要供独立看门狗和自动唤醒单元使用。
② LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。RTC
③ 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。
④ HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~26MHz。
⑤ PLL为锁相环倍频输出。STM32F4有两个PLL:

• 主PLL(PLL)由HSE或者HSI提供时钟信号，并具有两个不同的输出时钟。
  • 第一个输出PLLP用于生成高速的系统时钟（最高168MHz）
  • 第二个输出PLLQ用于生成USB OTG FS的时钟（48MHz），随机数发生器的时钟和SDIO时钟。
• 专用PLL(PLLI2S)用于生成精确时钟，从而在I2S接口实现高品质音频性能。

三、系统时钟(SYSCLK)

在上图的“系统时钟”标识处可以看出，系统时钟可以由三种不同的时钟源来驱动，分别为：
● HSI 振荡器时钟
● HSE 振荡器时钟
● 主 PLL (PLLCLK) 时钟
一般来说多数是选择使用PLLCLK时钟来驱动系统时钟，因为PLLCLK的时钟频率最高可以达到168MHz，比HSI和HSE要高。
而主PLL时钟的时钟频率是可以通过用户自行配置的，在上图的标识⑤处，下面是PLLCLK的计算公式：
PLLCLK = $$\frac{f}{M}\times \frac{N}{P}$$
其中f为HSI或者HSE频率，通过选择器自行选择，M N P通过RCC_CFGR寄存器来设置关于STM32F40xx时钟配置

1. CSS时钟安全系统

一般来说系统时钟是使用PLLCLK作为时钟源，而PLLCLK默认是使用HSE作为时钟源，但是HSE是外部时钟，如果这个外部时钟出现了问题，那么将间接导致系统时钟的错乱，这个时候CSS系统会在 系统时钟源选择器(上图中的SW) 切换HSI来驱动系统时钟，保证系统还能执行。

2. AHB与APB

• AHB（Advanced High performance Bus），高级高性能总线，这是一种 “系统总线”，分频后的时钟标识为HCLK。
  AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。
• APB（Advanced Peripheral Bus），这是一种外围总线，分频后的时钟标识为PCLK。
  APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、1284等，它的总线架构不像 AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。

AHB预分频器是通过操作RCC相关寄存器的RCC_CFGR寄存器，对HPRE进行设置，当设置成1分频，那么HCLK的频率等于系统时钟的频率。

四、RCC寄存器、头文件和固件库源文件（参考）

RCC常用寄存器

• RCC_CR （RCC clock control register）RCC 时钟控制寄存器
• RCC_PLLCFGR（RCC PLL configuration register）RCC PLL 配置寄存器
• RCC_CFGR（RCC clock configuration register）RCC 时钟配置寄存器

RCC相关头文件和固件库源文件

• 头文件: stm32f4xx_rcc.h
• 源文件:stm32f4xx_rcc.c

时钟使能配置:
RCC_HSICmd, RCC_LSICmd, RCC_PLLCmd, RCC_PLLI2SCmd, RCC_PLLSAICmd, RCC_RTCCLKCmd，RCC_AHBxPeriphClockCmd
RCC_APBxPeriphClockCmd

时钟源和时钟相关配置：
RCC_HSEConfig, RCC_LSEConfig, RCC_PLLConfig, RCC_PLLI2SConfig, RCC_PLLSAIConfig, RCC_MCO1Config, RCC_MCO2Config, RCC_SYSCLKConfig, RCC_HCLKConfig，RCC_PCLK1Config，RCC_PCLK2Config，RCC_RTCCLKConfig，RCC_I2SCLKConfig

外设复位函数
RCC_AHB1PeriphResetCmd，RCC_AHB2PeriphResetCmd，RCC_AHB3PeriphResetCmd，RCC_APB1PeriphResetCmd，RCC_APB2PeriphResetCmd

状态参数获取参数：
RCC_GetSYSCLKSource，RCC_GetClocksFreq，RCC_GetFlagStatus，RCC_ClearFlag

RCC中断相关函数 :
RCC_ITConfig，RCC_ClearITPendingBit，RCC_GetITStatus