【STM32单片机工作笔记】--01.时钟

最新推荐文章于 2025-05-18 18:43:36 发布

lh枫叶啊

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42231571/article/details/93462612

本文详细介绍了STM32的时钟系统，包括时钟树、三种时钟来源、系统时钟选择、RCC寄存器等内容。还阐述了stm32f10x_rcc.c文件里的函数功能及参数。最后给出了启用外部时钟的一般步骤，包含RCC时钟配置重置、等待时钟就绪等操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1. 时钟树：

2. 三种时钟来源

● HSI振荡器时钟

● HSE振荡器时钟

● PLL时钟

2.1.二级时钟源

● 40kHz低速内部RC(LSI RC)振荡器，可以用于驱动独立看门狗或通过程序选择驱动RTC

● 选择32.768kHz低速外部晶体(LSE晶体)用来驱动RTC(RTCCLK)

2.2.HSE 时钟

以下两种时钟源产生：

● HSE外部晶体/陶瓷谐振器
● HSE用户外部时钟

2.3.HSI 时钟

由内部8MHz的RC振荡器产生，可直接作为系统时钟或在2分频后作为PLL输入。

2.4.PLL 时钟

产生倍频的输出，主PLL以下述时钟源之一为输入：

● HSI时钟除以2
● HSE或通过一个可配置分频器的PLL2时钟

2.5.LSE 时钟

是一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器，为实时时钟或者其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源

2.6.LSI 时钟

担当一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保持运行，为独立看门狗和自动唤醒单元提供时钟。大约40kHz(在30kHz和60kHz之间)

2.7.时钟安全系统(CSS)

CSS 被激活，并且 HSE 时钟出现故障， CSS 中断就产生，并且 NMI 也自动产生。在 NMI 的处理程序中必须通过设置时钟中断寄存器(RCC_CIR) 里的 CSSC 位来清除 CSS 中断。

如果HSE振荡器被直接或间接地作为系统时钟，时钟故障将导致系统时钟自动切换到HSI振荡器。

3.系统时钟(SYSCLK) 选择

系统复位后，HSI振荡器被选为系统时钟。目标时钟源就绪了，从一个时钟源到另一个时钟源的切换才会发生。在时钟控制寄存器(RCC_CR)里的状态位指示哪个时钟已经准备好了，哪个时钟目前被用作系统时钟。

3.1.RTC 时钟

通过设置里的RTCSEL[1:0]位，RTCCLK时钟源可以由HSE/128、LSE或LSI时钟提供。

3.2.看门狗时钟

如果独立看门狗已经由硬件选项或软件启动，LSI振荡器将被强制在打开状态，并且不能被关
闭。在LSI振荡器稳定后，时钟供应给IWDG。

3.3.时钟输出

允许输出时钟信号到外部MCO引脚，GPIO端口寄存器必须被配置为相应功能。小于50MHz(这是I/O端口的最大速度)，时钟的选择寄存器(RCC_CFGR)中的MCO[3:0]位控制。可被选作MCO的时钟：

● SYSCLK
● HSI
● HSE
● 除2的PLL时钟
● PLL2时钟
● PLL3时钟除以2
● XT1外部3~25MHz振荡器(用于以太网)
● PLL3时钟(用于以太网)

4.RCC 寄存器

4.1.时钟控制寄存器(RCC_CR)

4.2.时钟配置寄存器(RCC_CFGR)

5.stm32f10x_rcc.c文件里的函数

5.1 void RCC_DeInit(void)

功能：将RCC时钟配置重置为默认重置状态

5.2 void RCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE)

功能：配置外部高速振荡器（HSE）（被直接或间接用到的时候不能停止）

参数：改变HSE新状态

RCC_HSE_OFF: 外部高速振荡器HSE关闭

RCC_HSE_ON: 外部高速振荡器HSE打开

RCC_HSE_Bypass: 外部时钟绕过HSE振荡器

5.3 ErrorStatus RCC_WaitForHSEStartUp(void)

功能：等待HSE启动

返回值：错误状态枚举值

SUCCESS: 振荡器HSE稳定，随时可用

ERROR: 振荡器HSE尚未就绪

5.4 void RCC_AdjustHSICalibrationValue(uint8_t HSICalibrationValue)

功能：调整内部高速振荡器（HSI）校准值

参数：指定校准微调值

0-0x1F

5.5 void RCC_HSICmd(FunctionalState NewState)

功能：启用或禁用内部高速振荡器（HSI）

参数：NewState

ENABLE

DISABLE

5.6 void RCC_PLLConfig(uint32_t RCC_PLLSource, uint32_t RCC_PLLMul)

功能：配置锁相环源与倍频因子（在PLL失效时配置）

参数1：RCC_PLLSource

RCC_PLLSource_HSI_Div2：选择HSI/2作为PLL时钟源

RCC_PLLSource_HSE_Div1：选择HSE作为PLL时钟源

RCC_PLLSource_HSE_Div2：选择HSE/2时钟作为PLL时钟源

参数2：RCC_PLLMul

此参数可以是rcc_pllmul_x，其中x:[2,16]

5.7 void RCC_PLLCmd(FunctionalState NewState)

功能：启用或禁用PLL

参数：NewState：

ENABLE

DISABLE

5.8 void RCC_SYSCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLKSource)

功能：配置系统时钟（sysclk）

参数：RCC_SYSCLKSource：

RCC_SYSCLKSource_HSI

RCC_SYSCLKSource_HSE

RCC_SYSCLKSource_PLLCLK

5.9 uint8_t RCC_GetSYSCLKSource(void)

功能：返回用作系统时钟的时钟源

返回值：

0x00：系统时钟为 HSI

0x04：系统时钟为 HSE

0x08：系统时钟为 PLL

5.10 void RCC_HCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLK)

功能：设置AHB时钟（HCLK）

参数：RCC_SYSCLK

  RCC_SYSCLK_Div1: AHB = SYSCLK
  RCC_SYSCLK_Div2: AHB = SYSCLK/2
  RCC_SYSCLK_Div4: AHB = SYSCLK/4
  RCC_SYSCLK_Div8: AHB = SYSCLK/8
  RCC_SYSCLK_Div16: AHB = SYSCLK/16
  RCC_SYSCLK_Div64: AHB = SYSCLK/64
  RCC_SYSCLK_Div128: AHB = SYSCLK/128
  RCC_SYSCLK_Div256: AHB = SYSCLK/256
  RCC_SYSCLK_Div512: AHB = SYSCLK/512

5.11 void RCC_PCLK1Config(uint32_t RCC_HCLK)

功能：配置低速ABP时钟（PCLK1）

参数：RCC_HCLK

RCC_HCLK_Div1: APB1 = HCLK
RCC_HCLK_Div2: APB1 = HCLK/2
RCC_HCLK_Div4: APB1 = HCLK/4
RCC_HCLK_Div8: APB1 = HCLK/8
RCC_HCLK_Div16: APB1 = HCLK/16

5.12 void RCC_PCLK2Config(uint32_t RCC_HCLK)

功能：配置高速ABP时钟（PCLK2）

参数：RCC_HCLK

RCC_HCLK_Div1: APB2 = HCLK
RCC_HCLK_Div2: APB2 = HCLK/2
RCC_HCLK_Div4: APB2 = HCLK/4
RCC_HCLK_Div8: APB2 = HCLK/8
RCC_HCLK_Div16: APB2 = HCLK/16

5.13 void RCC_ITConfig(uint8_t RCC_IT, FunctionalState NewState)

功能：启用或禁用指定的RCC中断

参数1：RCC_IT

RCC_IT_LSIRDY: LSI 就绪中断
RCC_IT_LSERDY: LSE 就绪中断
RCC_IT_HSIRDY: HSI 就绪中断
RCC_IT_HSERDY: HSE 就绪中断
RCC_IT_PLLRDY: PLL 就绪中断

参数1：NewState

ENABLE

DISABLE

5.14 void RCC_USBCLKConfig(uint32_t RCC_USBCLKSource)

功能：配置USB时钟（USBCLK）

参数：RCC_USBCLKSource

RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5： USB = PLL/5

RCC_USBCLKSource_PLLCLK_Div1： USB = PLL

5.15 void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2)

功能：配置ADC时钟（ADCCLK）

参数：RCC_PCLK2

RCC_PCLK2_Div2: ADC = PCLK2/2
RCC_PCLK2_Div4: ADC = PCLK2/4
RCC_PCLK2_Div6: ADC = PCLK2/6
RCC_PCLK2_Div8: ADC = PCLK2/8

5.16 void RCC_LSEConfig(uint8_t RCC_LSE)

功能：配置外部低速时钟（LSE）

参数：RCC_LSE

arg RCC_LSE_OFF: 关闭外部低速时钟 LSE
RCC_LSE_ON: 关闭外部低速时钟 LSE
RCC_LSE_Bypass: 绕过外部低速时钟 LSE

5.17 void RCC_LSICmd(FunctionalState NewState)

功能：使能或禁止外部低速时钟（LSE）（IDDG运行则不能关闭 LSE）

参数：NewState

ENABLE

DISABLE

5.18 void RCC_RTCCLKConfig(uint32_t RCC_RTCCLKSource)

功能：配置 RTC 时钟（RTCCLK）（被选择后不能改变，除非后备重置）

参数：RCC_RTCCLKSource

RCC_RTCCLKSource_LSE: LSE 作为 RTC 时钟
RCC_RTCCLKSource_LSI: LSI 作为 RTC 时钟
RCC_RTCCLKSource_HSE_Div128: HSE/128 作为 RTC 时钟

5.19 void RCC_RTCCLKCmd(FunctionalState NewState)

功能：使能或禁止 RTC 时钟

参数：NewState

ENABLE

DISABLE

5.20 void RCC_GetClocksFreq(RCC_ClocksTypeDef* RCC_Clocks)

功能：返回不同片上时钟的频率

参数： RCC_Clocks

指向将保存时钟频率的 RCC 时钟结构的指针

5.21 void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState)

功能：使能或禁止 AHB 时钟

参数1：RCC_AHBPeriph

RCC_AHBPeriph_DMA1
RCC_AHBPeriph_DMA2
RCC_AHBPeriph_SRAM
RCC_AHBPeriph_FLITF
RCC_AHBPeriph_CRC
RCC_AHBPeriph_FSMC
RCC_AHBPeriph_SDIO

参数2：NewState

ENABLE

DISABLE

5.22 void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)

功能：使能或禁止 APB2 高速外设时钟

参数1：RCC_APB2Periph

RCC_APB2Periph_AFIO, RCC_APB2Periph_GPIOA, RCC_APB2Periph_GPIOB,
RCC_APB2Periph_GPIOC, RCC_APB2Periph_GPIOD, RCC_APB2Periph_GPIOE,
RCC_APB2Periph_GPIOF, RCC_APB2Periph_GPIOG, RCC_APB2Periph_ADC1,
RCC_APB2Periph_ADC2, RCC_APB2Periph_TIM1, RCC_APB2Periph_SPI1,
RCC_APB2Periph_TIM8, RCC_APB2Periph_USART1, RCC_APB2Periph_ADC3,
RCC_APB2Periph_TIM15, RCC_APB2Periph_TIM16, RCC_APB2Periph_TIM17,
RCC_APB2Periph_TIM9, RCC_APB2Periph_TIM10, RCC_APB2Periph_TIM11

参数2：NewState

ENABLE

DISABLE

5.23 void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState)

功能：使能或禁止 APB1 低速外设时钟

参数1：RCC_APB1Periph

RCC_APB1Periph_TIM2, RCC_APB1Periph_TIM3, RCC_APB1Periph_TIM4,
RCC_APB1Periph_TIM5, RCC_APB1Periph_TIM6, RCC_APB1Periph_TIM7,
RCC_APB1Periph_WWDG, RCC_APB1Periph_SPI2, RCC_APB1Periph_SPI3,
RCC_APB1Periph_USART2, RCC_APB1Periph_USART3, RCC_APB1Periph_USART4,
RCC_APB1Periph_USART5, RCC_APB1Periph_I2C1, RCC_APB1Periph_I2C2,
RCC_APB1Periph_USB, RCC_APB1Periph_CAN1, RCC_APB1Periph_BKP,
RCC_APB1Periph_PWR, RCC_APB1Periph_DAC, RCC_APB1Periph_CEC,
RCC_APB1Periph_TIM12, RCC_APB1Periph_TIM13, RCC_APB1Periph_TIM14

参数2：NewState

ENABLE

DISABLE

5.24 void RCC_APB2PeriphResetCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)

功能：强制或释放高速 APB2 外围设备重置

参数1：RCC_APB2Periph

参数2：NewState

ENABLE

DISABLE

5.25 void RCC_APB1PeriphResetCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState)

功能：强制或释放高速 APB1 外围设备重置

参数1：RCC_APB1Periph

参数2：NewState

ENABLE

DISABLE

5.26 void RCC_BackupResetCmd(FunctionalState NewState)

功能：强制或释放备份域重置

参数：NewState

ENABLE

DISABLE

5.27 void RCC_ClockSecuritySystemCmd(FunctionalState NewState)

功能：启用或禁用时钟安全系统

参数：NewState

ENABLE

DISABLE

5.28 void RCC_MCOConfig(uint8_t RCC_MCO)

功能：选择要在 MCO 引脚上输出的时钟源

参数：RCC_MCO

RCC_MCO_NoClock: 无输出
RCC_MCO_SYSCLK: 系统时钟输出
RCC_MCO_HSI: HSI 时钟输出
RCC_MCO_HSE: HSE 时钟输出
RCC_MCO_PLLCLK_Div2: PLL/2 输出

5.29 FlagStatus RCC_GetFlagStatus(uint8_t RCC_FLAG)

功能：检查是否设置了指定的RCC标志

参数：RCC_FLAG

RCC_FLAG_HSIRDY: HSI 时钟准备
RCC_FLAG_HSERDY: HSE 时钟准备
RCC_FLAG_PLLRDY: PLL 时钟准备
RCC_FLAG_LSERDY: LSE 时钟准备
RCC_FLAG_LSIRDY: LSI 时钟准备
RCC_FLAG_PINRST: 引脚复位
RCC_FLAG_PORRST: POR/PDR 复位
RCC_FLAG_SFTRST: 软件复位
RCC_FLAG_IWDGRST: 独立看门狗复位
RCC_FLAG_WWDGRST: 窗口看门狗复位
RCC_FLAG_LPWRRST: 低电压复位

返回值：

SET

RESET

5.30 void RCC_ClearFlag(void)

功能：清 RCC 复位标志位

RCC_FLAG_PINRST, RCC_FLAG_PORRST, RCC_FLAG_SFTRST,
RCC_FLAG_IWDGRST, RCC_FLAG_WWDGRST, RCC_FLAG_LPWRRST

5.31 ITStatus RCC_GetITStatus(uint8_t RCC_IT)

功能：检查是否发生了指定的RCC中断

参数：RCC_IT

  RCC_IT_LSIRDY: LSI 就绪中断
  RCC_IT_LSERDY: LSE 就绪中断
  RCC_IT_HSIRDY: HSI 就绪中断
  RCC_IT_HSERDY: HSE 就绪中断
  RCC_IT_PLLRDY: PLL 就绪中断
  RCC_IT_CSS: 检查系统安全中断

5.32 void RCC_ClearITPendingBit(uint8_t RCC_IT)

功能：清除 RCC 的中断挂起标志位

参数：RCC_IT

RCC_IT_LSIRDY: LSI 就绪中断
RCC_IT_LSERDY: LSE 就绪中断
RCC_IT_HSIRDY: HSI 就绪中断
RCC_IT_HSERDY: HSE 就绪中断
RCC_IT_PLLRDY: PLL 就绪中断

6.启用外部时钟的一般步骤

INT8U RCC_Configuration(void)
{

ErrorStatus HSEStartUpStatus;
INT8U Count, Result = 0;

RCC_DeInit(); // 1、将RCC时钟配置重置为默认重置状态
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); // 2、Enable HSE
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); // 3、等待HSE就绪

   if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
   {
  // 基础应用1，FLASH时序延迟几个周期，等待总线同步操作。
// 推荐按照单片机系统运行频率：0―24MHz时，取Latency=0；
// 24―48MHz时，取Latency=1；48~72MHz时，取Latency=2。
// 位置：RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。
       FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_1);

       // 基础应用2，开启FLASH预读缓冲功能，加速FLASH的读取。
// 位置：RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。 */
       FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

// 4、AHB时钟：HCLK = SYSCLK / 1
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

// 5、高速AHB时钟：PCLK2 = HCLK / 8
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div8);

// 6、低速AHB时钟：PCLK1 = HCLK / 8
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div8);

// 7、设置PLL PLLCLK = 7.3728 MHz * 4 = 29.4912 MHz
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_4);

// 8、Enable PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);

// 9、等待PLL 就绪
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

// 10、选择PLL作系统时钟源
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

// 或选择外部时钟作系统时钟源
// RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_HSE);

       // 11、等待 PLL 作系统时钟源
       while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
   }
   else
   {
       Result = 1;
   }

// 12、打开要使用的外设时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1
| RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3
| RCC_APB1Periph_CAN1 , ENABLE);

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);

   //SysTick_Config(f(SYSCLK) / 1000) (ms)
   Count = 5;
   do{
       if(0 == SysTick_Config(29491))   // 1ms
       {
           break;
       }
   } while(Count--);

   if(0 == Count)
   {
       Result |= 2;
   }

return Result;
}