时钟系统基础知识

一、 基础知识

啥是系统时钟呢？时钟是同步单片机系统各个部件工作时序的最小时间单位

1、STM32的5个时钟源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL

HSI：高速内部时钟     约为16MHz【可作为系统时钟，以及锁相环的输入、MCO1引脚的输出】 精度不高   系统时钟默认使用HSI

HSE：高速外部时钟     外部晶振产生，为4~26MHZ【经过分频后可做RTC一个时钟来源、系统时钟】  

LSI：低速内部时钟    一般为32kHZ【用于独立看门狗实验、选择到RTC的时钟源】

LSE：低速外部时钟   外部接晶振产生的，一般为32.768kHZ【可作为RTC的时钟源（RTC一般都使用LSE为时钟源，更为精确)】

PLL：锁相环倍频输出    输入来源于HSI和HSE，再经过选择和分频之后输入锁相环  倍频之后经过P分频产生PLLCLK提供系统时钟，经过Q分频产生48M时钟，用于USB OTG FS时钟，随机数发生器的时钟和SDIO时钟 （专用的PLLI2S和PLLSAI用于生成精确时钟)

注：1、主PLL时钟计算   PLLCLK=HSE*N/(M*P)  经过了N倍频

        2、PLLI2S：N的取值范围：192~432  R的取值范围：2~7 Q：2~15

       3 、PLLSAI:  N的取值范围：192~432  Q:2~15    R：2~7

系统时钟：由HSI、HSE、PLLCLK产生【可用于以下图示】

 二、系统时钟配置的一般步骤

使能PWR时钟：调用函数_HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();

设置调压器输出电压级别：调用函数_HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG();

                                            01：级别3：HCLK最大频率120MHz    10:HCLK最大频率144MHz

                                            11:HCLK最大频率为168MHz，通过开启Over-drive模式可以达到                                                          180MHz

选择是否开启Over-Driver功能：调用函数HAL_PWREx_EnableOverDrive();

配置时钟源相关参数：调用函数HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct);  选择系统时钟的时钟源

 

配置系统时钟源以及AHB、APB1、APB2的分频系数【外设】：调用函数HAL_RCC_ClockConfig();

三、相关代码

void Stm32_Clock_Init(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)
{
    HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStructure;  //定义结构体
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStructure;  //定义结构体
    
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //使能PWR时钟
    
    //下面这个设置用来设置调压器输出电压级别，以便在器件未以最大频率工作
    //时使性能与功耗实现平衡，此功能只有STM32F42xx和STM32F43xx器件有，
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);//设置调压器输出电压级别1
    
    //设置结构体成员变量
    RCC_OscInitStructure.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;    //时钟源为HSE
    RCC_OscInitStructure.HSEState=RCC_HSE_ON;                      //打开HSE
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON;//打开PLL
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE;//PLL时钟源选择HSE
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLM=pllm; //主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频),取值范围:2~63.  【M值】
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLN=plln; //主PLL倍频系数(PLL倍频),取值范围:64~432.  【N值】 
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLP=pllp; //系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2,4,6,8.(仅限这4个值!)  【p值】
    RCC_OscInitStructure.PLL.PLLQ=pllq; //USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2~15.
    ret=HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure);//初始化（传参 结构体成员变量）
	
    if(ret!=HAL_OK) while(1);
    
    ret=HAL_PWREx_EnableOverDrive(); //开启Over-Driver功能
    if(ret!=HAL_OK) while(1);
    
    //选中PLL作为系统时钟源并且配置HCLK,PCLK1和PCLK2
    RCC_ClkInitStructure.ClockType=(RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2); //设置需要配置时钟的类型
    RCC_ClkInitStructure.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;//设置系统时钟时钟源为PLL
    RCC_ClkInitStructure.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;//AHB分频系数为1
    RCC_ClkInitStructure.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV4; //APB1分频系数为4
    RCC_ClkInitStructure.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2; //APB2分频系数为2
    ret=HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure,FLASH_LATENCY_5);//同时设置FLASH延时周期为5WS，也就是6个CPU周期。
		
    if(ret!=HAL_OK) while(1);
}