stm32：系统时钟

实验4 系统时钟实验

上一章，我们介绍了STM32 内部系统滴答定时器，该滴答定时器产生的延时非常精确。在本章中，我们将自定义RCC系统时钟，通过改变其倍频与分频实现延时时间变化，实现LED灯闪烁效果。通过本章的学习，你将了解 RCC系统时钟的使用。本章分为以下学习目标：

1、了解 STM32 的系统构架。

2、了解 STM32 的时钟构架。

3、了解 RCC 时钟的操作步骤。

1.1 STM32 的系统构架

STM32 的时钟比较复杂，它可以选择多种时钟源，也可以选择不一样的时钟频率，而且在系统总线上面，每条系统的时钟选择都是有差异的。所以想要清楚的了解 STM32 的时钟分配，我们先来了解一下 STM32 的系统构架是什么样的。

从上图我们知道，RCC 时钟输出时钟出来，然后经过 AHB 系统总线，分别

分配给其他外设时钟，而不一样的外设，是先挂在不一样的桥上的。比如： ADC1、ADC2、 SPI1、GPIO 等都是挂在 APB2 上面，而有些是挂在 APB1上面，所以，虽然它们都是从 RCC 获取的时钟，但是它们的频率有时候是不一样的。

1.2 STM32 的时钟树

STM32 单片机上电之后，系统默认是用的时钟是单片机内部的高速晶振时钟，而这个晶振容易受到温度的影响，所以晶振跳动的时候不是有一定的影响，所以一般开发使用的时候都是使用外部晶振，而且单片机刚启动的时候，它的时钟频率是 8MHZ，而 STM32 时钟的最高频率是 72MHZ，所以单片机一般开机之后运行的程序是切换时钟来源，并设置时钟频率。大家可能有点疑惑，在第一章到第三章之中，我们并没有看到单片机开机之后设置时钟来源和时钟频率的。其实在使用库函数的时候，其实在库函数启动文件里面，是帮助我们把时钟频率设置到 72MHZ 了。大家可以打开一个库函数工程，在 system_stm32f10x.c 的第 106行，它定义了一个 SYSCLK_FREQ_72MHz：

#if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

#define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000

#else

#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

然后在下面的程序中，根据这个 SYSCLK_FREQ_72MHz 定义，它默认设置成

72MHZ。接下来我们来看一下具体的 RCC 时钟树：

从上图我们可以知道，STM32 的时钟一共有可以有 4 个晶振源：

1) 内部自带的高速时钟：HIS。单片机启动之后默认使用的时钟来源。

2) 外部高速时钟：HSE。大多数时钟时钟的是 8MHZ 的晶振。

3) 外部低速时钟：LSE。主要用来给单片机内部的 RTC 提供时钟。

4) 内部的低速时钟：LSI。主要用来给单片机内部的 RTC 和看门狗提供时钟。而 STM32 的系统时钟源，有 3 个时钟来源：

1) 直接来自内部的高速时钟 HIS。

2) 直接来自外部的高速时钟 HSE。

3) 将 HIS 或者 HSE 进行处理，倍频之后的 PLL 时钟。

注意：从图上，大家可以看到很多外设时钟都有一个外设时钟使能，以当我们使用相应的外设的时候，注意要将时钟使能打开。因为在单片机启动之后，为了降低单片机的功耗，这些外设时钟使能是默认关闭的。

1.3 STM32 设置 RCC 时钟的步骤

以设置外部高速时钟作为 PLL 输入，然后用 PLL 作为时钟源为例子，具体操作步骤如下：

1) 复位 RCC 时钟。

2) 打开 HSE 外部高速时钟。

3) 检测 HSE 外部高速时钟是否开启成功。

4) 设置 FLASH 的读写。（这个是用来支持程序对 FLASH 的读写的，必须设置。）

5) 设置 AHB 总线的分频，还有 APB1 和 APB2 的分频。注意，AHB 和 APB2 最大频率是 72MHZ，APB1 的最大频率是才 36MHZ。

6) 设置 HSE 外部高速时钟作为 PLL 时钟的时钟输入（注意 HSE 外部高速时钟作为 PLL 时钟输入时，可以直接输入，也可以作二分频之后再输入，要选择输入的方式。）

7) 设置 PLL 时钟的倍频的倍数。

8) 打开 PLL 时钟的使能。

9) 等待 PLL 时钟开启成功。

10) 将系统时钟源设置为 PLL 时钟。

11) 等待时钟源切换成功。

1.4 V3.5 库函数介绍

1、RCC_DeInit()函数

复位函数是将RCC 时钟复位为内部高速时钟作为输入，让我们能够进行时钟设置操作。

2、RCC_HSEConfig()函数

这个函数是设置HSE 外部高速时钟的函数，可以开启、关闭、和旁路。

3、RCC_WaitForHSEStartUp()函数

4、RCC_HCLKConfig()函数

5、RCC_PCLK2Config()函数

6、RCC_PCLK1Config()函数

7、RCC_PLLConfig()函数

8、RCC_PLLCmd()函数

9、RCC_GetFlagStatus()函数

这个函数可以用来获取各种状态标志，以检测设置是否成功。

10、RCC_SYSCLKConfig()函数

11、RCC_GetSYSCLKSource()函数

1.5 RCC 时钟例程程序

1）主函数

/**************************************************************************** * Function Name : main

* Description : Main program.

* Input : None

* Output : None

* Return : None

****************************************************************************/ int main()

{

LED_Init(); //LED端口初始化

RCC_HSE_Configuration();// 自定义系统时间，通过修改里面的倍频及分频即可

while(1)

{

GPIO_SetBits(GPIOC,LED);

delay_ms(500);//精确延时为0.5s

GPIO_ResetBits(GPIOC,LED);

delay_ms(500);//精确延时为0.5s

}

}

程序下载到板子上面之后的程序效果是： LED闪烁时间本来延时是500ms，由于RCC系统时钟频率改变，使得LED闪烁时间变为1秒。