©2020-2024 ioDraw All rights reserved
1.时钟树
STM32的时钟树大致可分为3部分：
* 陶瓷晶振输入，进入预分频器
* 预分频器输出信号给到PLL倍频器
* 最终AHB桥总线速度，以及各总线的速度
晶振信号输入到芯片后有两条支路可以走，第一条是直接以原始频率不经过PLL倍频器，直接作为系统时钟(SYSCLK)。第二条是从预分频器流入，随后将输出信号输入PLL倍频器，
最终得到X*HSE的SYSCLK（X为倍频倍率）。假如输入为8MHz，那么X为9时才能达到最大频率72MHz。
1.1 PLLXTPRE
PLLXTPRE（预分频器）的作用是为了将大于16Mhz的信号进行"/2"操作，因为在STM32中晶振的输入频率最大不超过16MHz
，所以当大于16MHz时需要进行分频操作。在市面上可以有些最小系统板用的是24MHz晶振，这是因为他们为了从成本考虑，24MHz的晶振比常用8MHz要便宜。当使用24MHz时，经过的路径是这样的，所以信号进过预分频器最终输出频率是
12MHz。
8MHz时路径是这样的，所以信号进过预分频器最终输出频率是8MHz。
1.2 PLLSRC
PLLSRC
的作用是选择系统时钟源，从图中可以看到有两条输入支路，一条是HSI经过"/2"的预分频后信号输入PLLSRC，一条是HSE经过预分频后输出的信号。
1.3 PLLMUL
PLLMUL 的作用是将PLLSRC的输出信号进行x倍的倍频，x可以为1-16。
经过被倍频的信号仍未作为SYSCLK，它还需要进过一个选择器，该选择器从图中可以看到有多条输入支路
一条是HSI（8MHz）原始信号直接输入作为SYSCLK，HSI拥有一个很大的缺陷，那就是无论进过如何校准信号质量依然很差。
一条是HSE原始信号直接输入作为SYSCLK，HSE信号一般都为陶瓷晶振信号。
一条是PLLMUL倍频后信号作为SYSCLK。
除却上文所说的三条输入支路，还有两个旁路，一个SW，一个是CSS。其中前者的作用是开关，意义就在于选择SYSCLK的最终信号源。后者的作用是时钟安全系统，作用是当HSE时钟源出现问题后，强制将SYSCLK的信号源切换为HSI。
1.4 总线桥
只要理解了SYSCLK的时钟频率是如何产生的，那么关于总线桥的频率就不难理解了。STM32F103的常用频率是72MHz，所以这里就以72MHz为例。在得到SYSCLK信号后会优先经过AHB桥进行预分频，此处默认为1，即不分频，随后流入APB桥、滴答定时器(SYSTICK)以及DMA总线。APB桥又分为APB1和APB2，同时还可以进行一个预分频。APB1在32中的定义是
低速总线桥，从图中可以看到它的最大支持频率是36MHz，所以在流入APB1时需要进行一个"/2"
的预分频。在APB1桥下控制着TIM2，3，4子对象。APB2在32中的定义是高速总线桥，从图中可以看到它的最大支持频率是72MHz，所以在流入APB2时不需要进行预分频，即分频系数为1。在其下面拥有TIM1以及ADC子对象，也就是这两者的最大速度为72MHz。
除却各总线桥预分频器，图中还有多个与门，与门的作用就是是否输出该总线的信号。
2. 系统时钟配置
2.1 直接上代码
void SystemInit (void) { /* 启动HSI时钟 */ RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; /* 复位
SW, AHB, APB1, APB2, ADCPRE and MCO bits */ RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;
/* 复位 HSEON, CSSON and PLLON bits */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF; /* 复位
HSEBYP bit */ RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF; /* 复位 PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL
and USBPRE/OTGFSPRE bits */ RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF; /* 清除所有时钟中断标志位
*/ RCC->CIR = 0x009F0000; /* 配置系统时钟频率、AHB、APB2和APB1预分频器 */ /* 配置闪存延迟周期并启用预取缓冲区
*/ SetSysClockTo72(); } static void SetSysClockTo72(void) { uint32_t
StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0; /* 配置 SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1
---------------------------*/ /* 使能 HSE */ RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);
/* 等待HSE晶振就绪 */ do { HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; //读CR寄存器中就绪位
StartUpCounter++; //超时计数 } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter !=
0x0500)); //等待超时，以及标志位置位 if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
//此处语句的作用是检测HSE是否就绪 { HSEStatus = (uint32_t)0x01; //就绪标志 1 } else { HSEStatus =
(uint32_t)0x00; //不就绪标志 0 } if (HSEStatus == (uint32_t)0x01) //HSE就绪 { /*
SYSCLK预分频系数为1，即不分频 */ RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1; /*
APB2预分频系数为1，即不分频 =SYSCLK */ RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; /*
APB1预分频系数为2，即 APB2 = SYSCLK/2 */ RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2; /*
初始化HSE预分频器，时钟源选择器，PLL倍频器 */ RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC
| RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLMULL)); /*时钟源选择为 HSE，进行9倍频 SYSCLK = HSE*9 =
8MHz*9 = 72MHz */ RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE |
RCC_CFGR_PLLMULL9); /* 使能PLL倍频器 */ RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; /* Wait till PLL is
ready */ while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) //等待PLL倍频器就绪 { } /*
复位时钟源选择，并将时钟源选择为PLL */ RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL; /* 等待时钟源选择完成置位 */ while ((RCC->CFGR &
(uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08) { } } }
2.2 代码解析
RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001
此处代码的作用是启动芯片内置HSI时钟源，确保芯片能正常运行，以及触发CSS时钟安全警报后能正常切换。
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000
将RCC->CFGR寄存器内的值复位为初始状态，即复位
SW：系统时钟切换 -> HSI作为系统时钟
HPRE： AHB 预分频 -> SYSCLK不分频 PPRE1：低速 APB1预分频 -> HCLK 不分频 PPRE2：高速 APB2预分频 ->
HCLK不分频 ADCPRE：ADC 预分频 -> PCLK2 2分频后作为 ADC 时钟 MCO 微控制器时钟输出：没有时钟输出
RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF
将 HSEON, CSSON and PLLON 复位为初始状态，即
HSEON ：外部高速时钟使能 -> HSE振荡器关闭 CSSON：时钟安全系统使能 -> 时钟监测器关闭 PLLON：PLL 使能 -> PLL关闭
RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
复位 HSEBYP 状态。为什么这里是复位不与上面的复位一次进行呢，是因为在官方文档中写明了，在复位HSEBYP前需要先只有在外部1-
25MHz振荡器关闭的情况下，该位才可以写入。在上文我们将HSE时钟关闭了。此处复位是为了告诉芯片外部1-25MHz振荡器没有旁路。
所谓HSE旁路模式，是指无需陶瓷晶振作为系统时钟，直接从外界导入时钟信号。犹如芯片内部的驱动组件被旁路了。
RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF
复位 PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE 状态
PLLSRC：PLL输入时钟源 -> HSI 时钟 2 分频后作为 PLL 输入时钟 PLLXTPRE： HSE 分频器作为 PLL输入 -> HSE
不分频 PLLMUL： PLL倍频系数 -> PLL 2 倍频输出 USBPRE： USB预分频 -> PLL 时钟 1.5 倍分频作为 USB 时钟
此处的复位配置为什么不能与 RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000
一起写入寄存器呢，同样的此处复位的值在写入对应寄存器之前必须要先关闭PLL倍频器，在复位CR寄存器是我们才将PLL关闭。
RCC->CIR = 0x009F0000
此处语句的作用就单纯的是复位所有中断标志位。从寄存器名字也可以体现出"IR",全英文不就是interrupt
。为什么要清除中断标志位，是因为在RCC系统时钟初始化时都会产生大量的中断，例如
HSE就绪就会将对应标志位置1，PLL就绪也同样，想要清楚就绪标志位，就只能通过该寄存器清除。
RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON)
使能HSE外部时钟源，这里的使能作用就跟配置GPIO一样，在配置每一个外设时应当先将其使能。
do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; //读CR寄存器中就绪位
StartUpCounter++; //超时计数
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != 0x0500)); //等待超时，以及标志位置位
此处代码的作用就是等待HSE就绪， StartUpCounter++这里能够完成自增的原因就是最前面 RCC->CR |=
(uint32_t)0x00000001
使能了HSI时钟，保证了系统能正常运作，如果前面没有使能HSI则此处不能完成自增操作。如果迟迟都等不到HSE就绪，那么系统就会以HSI时钟作为SYSCLK运作。
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1
此处就是配置AHB桥预分频器，此处不分频
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1
此处就是配置APB2桥预分频器，此处不分频
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2
此处就是配置APB1桥预分频器，此处2分频，在官方文档的时钟树中标明了该APB1总线最高只支持到36MHZ，而我们的AHB桥有72MHz，所以要达到官方限制需进行2分频。
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC |
RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLMULL))
此处语句初始化PLL时钟源选择器，HSE预分频器，PLL倍频器
PLLSRC：PLL输入时钟源 -> HSI时钟2分频后作为PLL输入时钟
PLLXTPRE：HSE分频器作为PLL输入 -> HSE不分频
PLLMUL：PLL倍频系数 -> PLL 2倍频输出
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9)
此处语句将时钟源选择为 HSE，进行9倍频 SYSCLK = HSE*9 = 8MHz*9 = 72MHz
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON
使能PLL倍频器。
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW))
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL
此处两个语句是为了先复位系统时钟源并将系统时钟源选择为PLL。
剩下的两个 while() 都是为了检测对应配置是否配置完成，如果配置完成硬件会将对应为置1。