代码收藏家 STM32 RCC：功能与应用
目录
一、基本概念：
RCC：
Reset and Clock Control，即复位和时钟控
制。
HSE：
High Speed External Clock signal，高速外部时钟信号，即是OSC_IN和OSC_OUT接口所接的4~16MHz的晶振，一般接8MHz。
LSE：
Low Speed External Clock signal，低速外部时钟信号，即是OSC32_IN和OSC32_OUT接口，指外部用于RTC的32.768KHz晶振。
HSI：
High Speed Internal Clock signal，高速内部时钟信号，出厂校准的8MHz内部RC振荡器。
LSI：
Low Speed Internal Clock signal，高速内部时钟信号，带有校准功能的40KHz的内部RC振荡器。
RTC：
Real Time Clock实时时钟，用于带有年、月、日、小时、分钟、秒钟的计时器。
PLL：锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。
SYSCLK：系统时钟，最高72MHz。
AHB：高级高性能总线，这是一种“系统总线”AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。
APB：是一种外围总线。APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART等，它的总线架构不像 AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。
二、外部晶振与内部晶振的区别：
外部晶振比较稳定而内部晶振的误差比较大，但如果对频率要求不高，如不涉及到串口通信和精确定时等情况时，则可以使用内部晶振。所以如果对频率要求不高，则一般是优先使用内部晶振。如果要省电，用到了SLEEP，则不能使用内部晶振，因为内部振荡会停止。
三、时钟树
图1.STM32中文参考手册的时钟树
图2.STM32CubeMX软件上的时钟树
STM32中有一个全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是当需要使用USB模块时，PLL必须使能，并且时钟频率配置为48MHz或72MHz。
STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚上，可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟。
图3.MCO脚的时钟
注意：
当HSI作为PLL时钟的输入时，系统时钟频率最高只能达到64MHz；
当使用USB功能时，必须同时使用HSE和PLL，CPU的频率必须是48MHz或者72MHz；
当需要ADC采样时间为1us时，APB2必须设置在14
MHz
、28
MHz
、56
MHz。
四、5大模块
SYSCLK系统时钟可选择为HSI、HSE或者PLL输出，系统时钟最大频率为72MHz，它通过AHB分频器分频后送给各模块使用，AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中AHB分频器输出的时钟送给
5大模块使用：
图4.五大模块
图5.低速外设APB1分频器模块
图6.高速外设APB2分频器模块
以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。
当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。
连接在APB1(低速外设)上的设备有：电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号，但它应该不是供USB模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。即： APB1负责DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2345，普通TIM等设备。
连接在APB2(高速外设)上的设备有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。即 APB2负责AD，I/O，高级TIM，串口1等设备。
外设指的是单片机外部的外围功能模块，比如键盘控制芯片，液晶，A/D转换芯片，等等。外设可通过单片机的I/O，SPI，I2C等总线控制。 常见stm32外设：基本IO、定时器TIM、串口USART、ADC模数转换、DAC数模转换、SPI串行通信、EXIT外部中断、BKP备份数据、RTC闹钟SysTick系统滴答、WDG看门狗（独立+窗口）、DMA传输数据、片内FLASH编程、FSMC读写外部SRAM、外部NorFlash操作等。
五、涉及到的寄存器与库函数
1. 涉及到的RCC寄存器：
2.标准库手册中的RCC库函数：
3.程序编写流程：
使能HSE(RCC_HSEConfig)–>等待HSE稳定(RCC_WaitForHSEStartUp)–> HSE稳定后使能预取指(FLASH_PrefetchBufferCmd)–> 设置FLASH等待(FLASH_SetLatency)–> 设置三总线分频因子(RCC_HCLKConfig、RCC_PCLK1Config、RCC_PCLK2Config)–> 设置PLL锁相环的时钟源和倍频因子(RCC_PLLConfig)–>使能PLL–>等待PLL稳定 while( RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)== RESET )–>选择系统时钟(RCC_SYSCLKConfig)–>等待系统时钟稳定while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 )；
4.按照上述流程编写代码：
#include "clkconfig.h"
void HSEConfig(uint32_t RCC_PLLMul_x) //RCC_Configuration函数名是自己定义的，不能在库函数中找到。
{
ErrorStatus HSEStatus;
//将RCC寄存器复位为复位值
RCC_DeInit();
//使能HSE
RCC_HSEConfig( RCC_HSE_ON );
HSEStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if( HSEStatus == SUCCESS )
{
//使能预取指
FLASH_PrefetchBufferCmd( FLASH_PrefetchBuffer_Enable );
//设置等待
FLASH_SetLatency( FLASH_Latency_2 );
//配置三总线分频因子
RCC_HCLKConfig( RCC_SYSCLK_Div1 );
RCC_PCLK1Config( RCC_HCLK_Div2 );
RCC_PCLK2Config( RCC_HCLK_Div1 );
//配置PLL的时钟源和倍频因子
RCC_PLLConfig( RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_x );
//使能PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);
//等待PLL稳定
while( RCC_GetFlagStatus( RCC_FLAG_PLLRDY ) == RESET );
//选择系统时钟
RCC_SYSCLKConfig( RCC_SYSCLKSource_PLLCLK );
//等待系统时钟稳定
while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 );
}
else
{
/* HSE启动失败 */
}
}或者：
void RCC_Configuration(void){ //RCC时钟的设置，该函数名由自己命名。
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
RCC_DeInit(); /* RCC system reset(for debug purpose) RCC寄存器恢复初始化值*/
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); /* Enable HSE 使能外部高速晶振*/
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); /* Wait till HSE is ready 等待外部高速晶振使能完成*/
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS){
/*设置PLL时钟源及倍频系数*/
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //RCC_PLLMul_x（枚举2~16）是倍频值。当HSE=8MHZ,RCC_PLLMul_9时PLLCLK=72MHZ
/*设置AHB时钟（HCLK）*/
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟 = 系统时钟(SYSCLK) = 72MHZ（外部晶振8HMZ）
/*注意此处的设置，如果使用SYSTICK做延时程序，此时SYSTICK(Cortex System timer)=HCLK/8=9MHZ*/
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //设置低速AHB时钟（PCLK1）,RCC_HCLK_Div2——APB1时钟 = HCLK/2 = 36MHZ（外部晶振8HMZ）
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //设置高速AHB时钟（PCLK2）,RCC_HCLK_Div1——APB2时钟 = HCLK = 72MHZ（外部晶振8HMZ）
/*注：AHB主要负责外部存储器时钟。APB2负责AD，I/O，高级TIM，串口1。APB1负责DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2，3，4，5，普通TIM */
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //设置FLASH存储器延时时钟周期数
/*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*/
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //选择FLASH预取指缓存的模式，预取指缓存使能
RCC_PLLCmd(ENABLE); //使能PLL
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //等待PLL输出稳定
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //选择SYSCLK时钟源为PLL
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); //等待PLL成为SYSCLK时钟源
}
/*开始使能程序中需要使用的外设时钟*/
/*在设置一个外设前，必须调用以下一个函数来使能它的时钟*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
// RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //APB2外设时钟使能
// RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); //APB1外设时钟使能
// RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}
