STM32F407——时钟

一、时钟树

1.1 时钟

1）什么是时钟？

        时钟就是具有周期性的脉冲信号，相当于单片机的心脏，给单片机提供一个统一的信号，要想使用单片机的外设必须开启相应的时钟。

        对CPU来说，假设CPU在一个时钟周期内执行一条指令，若时钟频率越高，则时钟周期更短，则在相同的时间CPU能够执行更多的指令，CPU的运行速度更快。

2）什么要有时钟？

        时钟是单片机运行的基础，时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令。时钟就是CPU的脉搏，决定cpu速率，像人的心跳一样 只有有了心跳，人才能做其他的事情，而单片机有了时钟，才能够运行执行指令，才能够做其他的处理 (点灯，串口等等其他操作)，时钟的重要性不言而喻。

3）时钟是怎么产生的？

        时钟产生比较复杂，方法也有很多种,但它们都是从晶体谐振器(简称晶振)开始的，在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，机械形变振动又会产生交变电场，尽管这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。

二、时钟树

        STM32时钟系统主要的目的就是给相对独立的外设模块提供时钟，为了降低整个芯片的功耗，所有外设时钟默认都是关闭状态(disable)，当我们使用某个外设就要开启这个外设的时钟(enable)。

        不同外设需要的时钟频率不同，没必要所有外设都用高速时钟造成浪费，而且有些外设也接受不了这么高的频率，这也是为什么STM32有四个时钟源（HSE、 LSE、HSI、LSI）的原因，就是为了兼容不同速度的外设。

        STM32时钟系统主要的目的就是给相对独立的外设模块提供时钟，也是为了降低整个芯片的耗能。时钟树框图见《STM32F4xx中文参考手册》6.2章节

三、时钟源

STM32中有4个时钟源

① LSI（Low Speed External Clock, 低速外部时钟）：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, 低速内部时钟）：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）

另外

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。（我们的开发板最大可输出168Mhz）

1、HSE  高速外部时钟信号

高速外部时钟信号 (HSE) 有 2 个时钟源：

●

HSE 外部晶振 / 陶瓷谐振器

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HSE 外部用户时钟

        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。

外部源（ HSE 旁路）

        在此模式下，必须提供外部时钟源。此模式通过将 RCC 时钟控制寄存器 (RCC_CR) 中的

HSEBYP 和 HSEON 位置 1 进行选择。必须使用占空比约为 50% 的外部时钟信号（方波、

正弦波或三角波）来驱动 OSC_IN 引脚，同时 OSC_OUT 引脚应保持为高阻态 (hi-Z)