【STM32学习笔记】系列1 - 系统时钟原理（通俗易懂）

最新推荐文章于 2025-07-12 11:18:42 发布

redeemer奇

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分类专栏： # STM32 文章标签： STM32F1 RTC

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本文深入解析STM32单片机的时钟系统，包括时钟源、系统时钟生成、时钟资源分配及注意事项。介绍了HSI、HSE、PLL等关键时钟源及其在系统时钟中的作用，以及AHB、APB分频器的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、单片机中的系统时钟有多重要？

系统时钟就好比人的心脏，芯片没有时钟就是一块废料。

51单片机不需要配置时钟，因为一个时钟管理所有的功能资源。

STM32单片机低功耗的原因之一在于时钟。每个功能资源、每个引脚都有一个时钟，用到什么功能，开启什么功能的时钟即可。就好比学校宿舍的公共浴室好多水龙头，我去洗澡，使用一个就行。全部打开？疯了吧（土豪随意，不过也要节约水资源）。

芯片时钟走向：时钟-->系统时钟-->引脚与各个功能的时钟。

二、 STM32芯片的时钟简介，时钟从哪里来？

STM32的时钟源：（要死要活的也要记住）

（1）、HSI高速内部时钟(High Speed Internal)：由芯片内部的RC振荡器产生，频率为8MHz，精度不高。

（2）、HSE高速外部时钟(High Speed External)：接个外部时钟源（如晶振），频率范围在4MHz - 16MHz。一般常用 8MHz。

（3）、LSE低速外部时钟(Low Speed External)：接频率为32.768kHz的石英晶体。仅用作RTC实时时钟。

（4）、LSI低速内部时钟(Low Speed Internal)：RC振荡器，频率约为40kHz，精度不高。提供低功耗时钟；WDG独立看门狗使用的时钟。

记不住？下面开始上图（这里要感谢原子哥！）

三、芯片的系统时钟从哪里来？

相信你已经知道芯片的芯片的心跳从哪里来的了。但是它要去哪呢？首先看上图。注意：上图灰色的梯形是选择器，选择器，择器，器。。。。。。。。

HSI高速内部时钟，看着它的连接线，一边可以当作系统时钟；另一边除以2（2分频）进入一个选择器，再进入PLL时钟，最后进入系统时钟。

HSE高速外部时钟......哔哔！其余三个时钟的输入路线看图，下面我来总结。

1、系统时钟来源：HSI高速内部时钟；HSE高速外部时钟。（嗯！全是高速的）。

2、PLL时钟：锁相环倍频输出。不懂？没关系，看下面。

（1）、STM32F1系列单片机官方给出最高系统时钟频率可达到72MHz，可是两个高速时钟的频率达不到怎么办？通过PLL加倍啊（倍频），PLL时钟的作用就是如此了。STM32F1系列单片机最高倍频到72MHz当作系统时钟。

（2）、PLL还有一条向下的线，输出的48MHz或者72MHz，通过USB分频输出USB时钟，最终的输出USB时钟频率固定在48MHz。

3、CSS(图中橙色的那块)：时钟检测系统。一般情况下系统时钟使用HSE高速外部时钟源，如果外部高速时钟坏了怎么办？嗯，不怕。CSS如果检测到高速外部时钟源损坏，自动切换为HSI高速内部时钟,即 SYSCLK=HSI。

4、两个低速时钟？自己看吧！不想说了。系统时钟用不到。

四、系统时钟如何向下分配时钟资源？

看上图，系统时钟首先通过一个叫AHB分频器（即AHB Prescaler）分成三路。

（1）、一路叫HCLK，时钟频率最高达到72MHz。

（2）、二路通过APB1预分频器输出，叫PCLK1，时钟频率最高达到36MHz。主要负责为通用定时器提供时钟。注意：APB1预分频器除于1时，TIM2,3,4倍频器乘以1，否则乘以2。迷糊？这样说，PCLK1的时钟频率此时最高36MHz,即HCLK时钟频率（72MHz）通过APB1时除以了2，则TIM2,3,4倍频器此时乘以2，即通用定时器时钟达到72MHz。转了一圈又回到72MHz,为什么？嗯。。。。。。。。。。我也不知道！原谅我，此时水平有限。

（3）、三路通过APB2预分频器输出，叫PCLK2，时钟频率最高达到72MHz。然后看上图，再输送给下面各个引脚时钟与功能时钟。

五、整理一下思路与注意事项

1、一般我们使用的时钟走向如图。