STM32标准库时钟配置到底该怎么做？详解方法与验证技巧

STM32标准库时钟配置到底该怎么做？详解方法与验证技巧

---

前言

在我们学习江科大的STM32标准库教程时，了解到GPIO的输出频率、时钟线等基本概念，但在整个工程文件中，主程序里并没有明确看到时钟的配置。尽管启动文件中有默认的时钟设置，但它显得较为隐式，往往让初学者感到疑惑。
然而，当我们转向HAL库学习时，第一步往往是对整个工程的时钟树进行详细配置，主程序中也会自动生成相应的时钟初始化代码。这种差异让人不禁思考：在STM32标准库中，时钟究竟该如何配置？如何查看时钟配置的值是否正确？
为了解答这些问题，本文将详细剖析STM32标准库的时钟配置方法，并提供验证时钟配置是否正确的实用技巧

教程目标

本文将详细介绍 STM32 使用 标准外设库（Standard Peripheral Library） 进行时钟配置的方法，以及如何通过代码查看系统的时钟值。

---

STM32标准库的时钟配置与验证方法

一、时钟系统基础概念

在进行时钟配置之前，理解STM32的时钟系统是至关重要的。以下是一些关键概念和其详细介绍：

---

1. 时钟源（Clock Source）

STM32的时钟系统提供多种时钟源，可以根据应用需求选择合适的时钟。常用的时钟源包括：

• HSI（High-Speed Internal，高速内部时钟）
  • 默认8MHz，内部RC振荡器，精度较低但启动速度快。
  • 适用于对时钟精度要求不高、成本敏感的场景。
• HSE（High-Speed External，高速外部时钟）
  • 通常通过外部晶振提供时钟，频率范围一般在4MHz到16MHz之间。
  • 精度高，稳定性好，适合对时钟精准性要求高的应用（如USB通信、音频处理等）。
• LSI（Low-Speed Internal，低速内部时钟）
  • 约40kHz的内部低速RC振荡器，适合低功耗应用（如看门狗定时器、RTC备份时钟等）。
• LSE（Low-Speed External，低速外部时钟）
  • 使用32.768kHz的外部晶振，主要用于RTC（实时时钟）模块，具有极高的稳定性。

---

2. 时钟树（Clock Tree）

时钟系统的核心是时钟树，其作用是将不同的时钟源通过分频或倍频的方式分发到各个外设模块。时钟树的主要结构如下：

• 时钟源选择：通过系统配置选择主时钟源（HSI、HSE、PLL）。
• 分频器（Prescaler）：将时钟源分频至目标频率，以适配不同外设的工作频率需求。
• 锁相环（PLL，Phase-Locked Loop）：用于倍频，将时钟源的频率提高到系统时钟（如72MHz）。

时钟树的设计直接影响STM32整体性能和外设功能的稳定性。

---

3. PLL（Phase-Locked Loop，锁相环）

PLL是STM32时钟系统的重要组件，主要用于将低频率的时钟源倍频到更高频率。PLL的配置包括以下参数：

• 输入分频因子：对输入时钟进行分频（如HSE/2）。
• 倍频因子：设置倍频倍数（如HSE * 9）。
• 输出分频因子：对PLL输出进行分频（用于不同总线时钟）。

示例：若外部晶振（HSE）为8MHz，倍频因子为9，则PLL输出频率为72MHz，满足STM32的最高系统时钟频率。

---

4. 总线（Bus）分频器

STM32的时钟系统通过总线分频器将主时钟频率分发到不同总线模块，每条总线支持不同类型的外设。主要总线及其作用如下：

（1）AHB（Advanced High-performance Bus，高性能总线）

• 用于连接处理器核心、存储器（SRAM/Flash）、DMA控制器等。
• 系统频率（SYSCLK）通过AHB分频器（HCLK）分配给核心系统。
• 分频配置：1、2、4、8等。

（2）APB1（Advanced Peripheral Bus 1，高级外设总线1）