深入解析STM32时钟系统

目录

STM32f4的时钟树：

STM32f4的5个时钟源:

HSE：高速外部时钟

HSI：高速内部时钟

LSE：低速外部时钟

LSI：低速内部时钟

PLL：锁相环倍频输出

STM32f4时钟信号输出：

STM32f4系统初始化后的状态：

时钟树总结：

STM32f4的时钟树：

STM32f4的5个时钟源:

HSE：高速外部时钟

（High Speed External Clock signal），可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~26MHz。

HSE通常用于要求较高时钟精度的应用，比如需要准确定时或数据传输的场合。HSE可以提供一个可靠的高速时钟源，满足对时钟精度有要求的应用需求。

如下图所示HSE可作：MCO、RTC、SYSCLK的时钟来源。

HSI：高速内部时钟

（High Speed Internal Clock signal），一个高频率的内部RC振荡器,频率为16MHz,精度不高。可以直接作为系统时钟（SYSCLK）或者用作PLL时钟输入。

在默认情况下，系统会使用HSI作为系统时钟源。HSI具有较高的精度和稳定性，并且不需要外部元件，因此在许多应用中，HSI可以满足系统对时钟精度和成本的要求。

如下图所示HSI可作：MCO、SYSCLK、PLL的时钟来源、

LSE：低速外部时钟

（ low Speed External Clock signal），接频率为32.768kHz的石英晶体。这种低速时钟源通常用于实时时钟（RTC）功能，以及一些低功耗模式下的时钟需求。因为这种低速时钟源提供了较高的稳定性和精度，适合用于时间计数和时间跟踪。此外，在一些低功耗模式下，也可以使用LSE来提供低功耗时钟源，以确保系统在低功耗状态下仍能正常运行。RTC有：LSI、LSE、HSE这三个时钟输入，但通常选择LSE作为时钟源。

如下图所示LSE可作：RTC  的时钟来源。

LSI：低速内部时钟

（low Speed Internal Clock signal），一个低频率的内部RC振荡器，频率为32kHz，提供低功耗时钟。主要供独立看门狗和自动唤醒单元使用。由于其低频率和较低的精度，LSI并不适合用作处理器核或高速外设的时钟源。

如下图所示LSI可作：RTC、看门狗 的时钟来源。

PLL：锁相环倍频输出

（Phase-Locked Loop Clock signal），STM32F4有两个PLL:

主PLL(PLL)：由HSE或者HSI提供时钟信号,并具有两个不同的输出时钟。

第一个输出PLLP用于生成高速的系统时钟(最高168MHz）

第二个输出PLLQ用于生成USB OTGFS的时钟（48MHz),随机数发生器的时钟和SDIO时钟。

专用PLL(PLLI2S)：用于生成精确时钟，从而在I2S接口实现高品质音频性能。

通过调整PLL的倍频和分频系数，可以根据具体需求生成各种频率的时钟信号。这样可以满足不同外设对时钟频率的要求，提供灵活性和性能优化的选择，被广泛应用于驱动处理器核和外设的时钟源，以满足不同外设的时钟需求并提供系统性能优化的能力。

系统时钟SYSCLK可来源于三个时钟源:HSI、 HSE、PLL，通常使用PLL作为系统时钟来源。

如下图所示主PLL可作：SYSCLK、MOC、USB 的时钟来源。

                  专业PLL可作：I2s、MOC2的时钟来源

STM32f4时钟信号输出：

通常可以选择将不同的时钟信号输出到MCO引脚，比如系统时钟源（SYSCLK）、PLL的输出时钟、HSE时钟、HSI时钟等。这样可以方便外部设备或模块使用微控制器的时钟信号，实现各种功能需求。

STM32f4系统初始化后的状态：

**假设：外部晶振选择8MHz，同时设置相应的分频器M=8，倍频器倍频系数 N=336,分频器分频系数P=2，那么主PLL生成的第一个输出高速时钟PLLP为:                                                      PLL=8MHz* N/ (M*P)=8MHz* 336 /(8*2)=168MHz**

时钟树总结：

***   注意：任何一个外设在使用之前,必须首先使能其相应的时钟    ***

作者：peinCK