STM32F103CDE时钟树
stm32单片机时钟
stm32单⽚机时钟stm32 单⽚机时钟学习以及分析1 引⾔：单⽚机（Microcontrollers），采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O⼝和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的微型计算机系统，在⼯业控制领域⼴泛应⽤。
单⽚机时钟可以说如同⼈的⼼脏那样重要，我们在⼼脏的搏动下进⾏⾃⼰的⽣命活动，同样的单⽚机在时钟下进⾏⾃⼰的控制活动。
2 时钟的分类：单⽚机的时钟分为内部时钟与外部时钟：⼀般⽽⾔，内部时钟集成在芯⽚内部（RC振荡电路），其精度⽐较低；外部时钟，顾名思义，存在于芯⽚外部（晶体或陶瓷谐振器），可以为系统提供精确的时钟。
晶振是给单⽚机提供⼯作信号脉冲的，如图所⽰的为外部晶振，频率为4MHz，我们常⽤的晶振频率为12MHz，单⽚机⼯作时，是⼀条⼀条地从RoM中取指令，然后⼀步⼀步地执⾏。
单⽚机访问⼀次存储器的时间，称之为⼀个机器周期，这是⼀个时间基准。
—个机器周期包括12个时钟周期。
如果⼀个单⽚机选择了12MHz晶振，它的时钟周期是1/12us，它的⼀个机器周期是12×（1/12）us，也就是1us。
有些晶振的频率并数是整数，如：11.0592MHz的晶振。
单⽚机在进⾏串⾏通信时，常⽤的波特率为1200，2400，4800，9600，115200等，为了适应单⽚机的串⼝通讯波特率的计算⽽来的。
⽤11.0592MHz晶振经过相应的分频或者倍频后刚好能够得出⼀个整数的波特率，这样在上位机和下位机的同步⽅⾯⽐较⽅便。
3 stm32的时钟来源这⾥以stm32f1系列的芯⽚为例。
由上⾯可知，系统的时钟来源有内部时钟与外部时钟，详细的来说stm32f1有五个时钟源：HSI（⾼速内部时钟）HSE（⾼速外部时钟）LSI（低速内部时钟）LSE（低速外部时钟）PLL（锁相环倍频输出）每⼀个时钟都可以独⽴的开启与关闭。
STM32F103的复位及时钟控制模块头文件
STM32F103的复位及时钟控制模块头文件在处理器正常工作前，肯定要做一些初始化工作，其中最主要的一个就是初始化各种时钟。
通过对STM32F103的复位及时钟控制(RCC)模块分析之后，自己写了一个RCC的头文件，这样使用起来更方便。
头文件中首先定义了最基本的几个寄存器，然后再对每个寄存器中的域使用结构体做了定义，可以直接使用寄存器中的位来操作。
注意设置系统时钟时要先设置好FLASH的等待周期，不然程序就可能会跑飞。
该测试工程是在以前的GPIO实验的基础上增加系统时钟初始化代码，设置系统时钟为72M。
通过流水灯可以看到，比未配置系统时钟之前(8M)流水灯的速度快了很多。
从这里下载完整的测试工程：系统时钟初始化的代码如下：//以下时钟配置为最高性能void SystemClockInit(void){//设置flash等待周期为2，否则设置为72M系统时钟时就会跑飞FLASH_ACR=0x32;pbRCC_CR->HSEON=1; //使能外部高速时钟while(!(pbRCC_CR->HSERDY)); //等待外部高速时钟稳定pbRCC_CFGR->MCO=0; //MCO无时钟输出pbRCC_CFGR->USBPRE=1; //USB时钟1.5分频pbRCC_CFGR->PLLMUL=9-2; //PLL倍频设置为9倍(外部时钟8M，PLL输出72M)pbRCC_CFGR->PLLXTPRE=0; //HSE不分频pbRCC_CFGR->PLLSRC=1; //HSE选作做为PLL时钟源输入pbRCC_CFGR->ADCPRE=0; //ADC时钟2分频pbRCC_CFGR->PPRE2=1+6; //APB2设置为1分频pbRCC_CFGR->PPRE1=2+6; //APB1设置为2分频pbRCC_CFGR->HPRE=0; //AHB无分频pbRCC_CR->PLLON=1; //启动PLLwhile(!(pbRCC_CR->PLLRDY)); //等待PLL稳定pbRCC_CFGR->SW=2; //选择PLL输出为时钟源//pbRCC_AHBENR->SRAMEN=1;//pbRCC_AHBENR->FLITFEN=1;//IO口第二功能时钟使能pbRCC_APB2ENR->AFIOEN=1;//各通用IO口时钟使能pbRCC_APB2ENR->IOPAEN=1;pbRCC_APB2ENR->IOPBEN=1;pbRCC_APB2ENR->IOPCEN=1;pbRCC_APB2ENR->IOPDEN=1;pbRCC_APB2ENR->IOPEEN=1;//ADC时钟使能pbRCC_APB2ENR->ADC1EN=1;pbRCC_APB2ENR->ADC2EN=1;//定时器1时钟使能//SPI1时钟使能pbRCC_APB2ENR->SPI1EN=1;//串口1时钟使能pbRCC_APB2ENR->USART1EN=1;//定时器2、3、4时钟使能pbRCC_APB1ENR->TIM2EN=1; pbRCC_APB1ENR->TIM3EN=1; pbRCC_APB1ENR->TIM4EN=1;//窗口看门狗时钟不使能pbRCC_APB1ENR->WWDGEN=0;//SPI2时钟使能pbRCC_APB1ENR->SPI2EN=1;//串口2、3时钟使能pbRCC_APB1ENR->USART2EN=1; pbRCC_APB1ENR->USART3EN=1;//I2C1、2时钟使能pbRCC_APB1ENR->I2C2EN=1;//USB时钟使能pbRCC_APB1ENR->USBEN=1;//CAN时钟使能pbRCC_APB1ENR->CANEN=1;//备份接口时钟使能pbRCC_APB1ENR->BKPEN=1;//电源接口时钟使能pbRCC_APB1ENR->PWREN=1;//外部低速时钟启动pbRCC_BDCR->LSEON=1;pbRCC_BDCR->LSEBYP=0;pbRCC_BDCR->RTCSEL=1; //选择外部时钟为RTC时钟}STM32/STM8意法半导体/ST/STM。
STM32时钟树
STM32F10xx 时钟树STM32有五个时钟源，HSI RC，HSE OSC，LSI RC，LSE OSC，PLL。
实际是四个，PLL 是由锁相环电路倍频得到的。
HSI 高速内部时钟，8MHzHSE高速外部时钟，频率为4MHz~16MHzLSI 低速内部时钟，40kHzLSE低速外部时钟，32.768kHzPLL的时钟源为两个高速时钟，可选HSI/2，HSE，HSE/2，最大为72MHzOSC 为晶振,振荡器(Oscillator)引脚ˈɒsɪleɪtə(r)，STM32F10xx系列处理器有两个外部时钟源，分别接OSC和OSC32引脚，前者为高速，后者为低速。
内置RC振荡器可以被关闭。
STM32有一个时钟监视系统CSS，一旦HSE失效则会自动切换至SYSTICK = HSI。
介绍完时钟源，下面介绍一下STM32每个模块分别对应哪个时钟源。
低速的：1.独立看门狗的时钟源为低速内部时钟LSI ，40kHz2.RTC时钟的时钟源可以有三个，分别为LSI，LSE或者HSE的128分频，通过RTCSEL[1:0]来选择，其中RTCSEL为RCC_CSR寄存器其中的两位。
高速的：1.全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz，该时钟源只能从PLL 输出端获得，可以选择1分频或者1.5分频，也就是说，当使用了USB模块，PLL必须使能，而且时钟频率需配置为48MHz或者72MHz.2.系统时钟SYSCLK，是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源，系统时钟可选择，PLL 输出，HSI或者HSE输出，全是高速的，系统时钟最大频率为72MHz。
系统时钟并不是直接提供给各模块使用，它需要通过AHB分频器分频给各个模块使用。
AHB的分频因子有9种，1,2,4,8,16,64,128,256,512。
AHB是Advanced High performance Bus，即高级高性能总线，这是一种系统总线，主要用于高性能模块如CPU，DMA，DSP等之间的连接，AHB系统由主模块，从模块和基础结构三部分组成，整个AHB总线上的传输都是由主模块发出，从模块负责回应。
stm32时钟树分析
void RCC_Configuration(void){/* RCC system reset(for debug purpose) */ RCC_DeInit();/* Enable HSE */RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);/* Wait till HSE is ready */HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus == SUCCESS){/* Enable Prefetch Buffer */FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/* Flash 2 wait state */FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);/* HCLK = SYSCLK */RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);/* PCLK2 = HCLK */RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);/* PCLK1 = HCLK/2 */RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);/* Enable PLL */RCC_PLLCmd(ENABLE);/* Wait till PLL is ready */while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){}/* Select PLL as system clock source */RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/* Wait till PLL is used as system clock source */while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08){}}}systemclock共有三个来源，上面代码最后RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);应该是选择PLLCLK为时钟源void RCC_Configuration(void){/* RCC system reset(for debug purpose) */RCC_DeInit();/* Enable HSE */RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); ------------SHE外部晶振起震（8M）/* Wait till HSE is ready */HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) --------------起震成功配置，flash取指令设置{/* Enable Prefetch Buffer */FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/* Flash 2 wait state */FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);/* HCLK = SYSCLK */RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); --------------AHB总线不分频/* PCLK2 = HCLK */RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); --------------APB2总线不分频/* PCLK1 = HCLK/2 */RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); --------------APB1总线二分频/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); -----PLLCLK =8MHz * 9 = 72 MHz/* Enable PLL */RCC_PLLCmd(ENABLE); --------------- PLL 使能/* Wait till PLL is ready */while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){}/* Select PLL as system clock source */RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); -------选择PLLCLK为系统时钟systemclk/* Wait till PLL is used as system clock source */while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08){}}}从这里可以看到最后AHB时钟为72M（最大也是72M）；APB2时钟72M（最大也是72M）；APB1时钟36M（最大也是36M）；所以可以得到APB2预分频系数为1；APB1预分频系数为2。
STM32时钟树
STM32时钟树STM32的时钟系统相较于51单⽚机，stm32的时钟系统可以说是⾮常复杂了，我们现在看下⾯的⼀张图：上图说明了时钟的⾛向，是从左⾄右的从时钟源⼀步步的分配给外设时钟。
需要注意的是，上图左侧⼀共有四个时钟源，从上到下依次是：⾼速内部时钟（HSI）：以内部RC振荡器产⽣，频率为8Mhz,但相较于外部时钟不稳定。
⾼速内部时钟（HSE）：以外部晶振作为时钟源，晶振频率可取范围为4~16Mhz,⼀般采⽤8Mhz的晶振。
低速外部时钟（LSE）: 以外部晶振作为时钟源，主要是提供给实时时钟模块，所以⼀般选⽤32.768khz,该频率下定时器⽅便取整。
低速内部时钟（LSI）: 从内部RC振荡器产⽣，频率为40khz，也是主要提供给实时时钟模块。
根据上图，以我们最常⽤的⾼速外部时钟为例，沿着路线⼀步步的分析：1. 从最左端的OSC_OUT和OSC_IN开始，这两个引脚分别连接到外部晶振的两端。
2. 我们假设连接的晶振为8Mhz,它遇到了第⼀个分频器PLLXTPRE。
在这个分频器中，可以选择设置⼆分频，或者不分频。
这⾥我们选择不分频。
3. 然后箭头指向了开关PLLSRC，这个开关可以选择HSE或者HSI作为其时钟输出。
这⾥我们选择HSE,紧接着⼜遇到锁相环PLL，也叫倍频器。
我们可以设定2到16的倍频因⼦（PLLMUL），经过PLL的时钟称为PLLCLK。
在这⾥设置倍频因⼦为9，也就是说乘以9，PLLCLK为72Mhz。
4. 然后⼜遇到⼀个开关SW，经过这个开关之后就是STM32的系统时钟（SYSCLK）了。
通过这个开关，可以切换SYSCLK的时钟源，有HSI,PLLCLK,HSE三个选择。
我们选择PLLCLK时钟，所以SYSCLK就为72Mhz了。
5. PLLCLK在输⼊到SW前，还流向了USB预分频器，所以这个PLLCLK也作为USB的时钟。
6. 再继续看SYSCLK，SYSCLK经过AHB预分频器，分频后再输⼊到其他外设。
图文详解stm32时钟树
对于广大初次接触STM32的读者朋友（甚至是初次接触ARM器件的读者朋友）来说，在熟悉了开发环境的使用之后，往往“栽倒”在同一个问题上。
这问题有个关键字叫：时钟树。
众所周知，微控制器（处理器）的运行必须要依赖周期性的时钟脉冲来驱动——往往由一个外部晶体振荡器提供时钟输入为始，最终转换为多个外部设备的周期性运作为末，这种时钟“能量”扩散流动的路径，犹如大树的养分通过主干流向各个分支，因此常称之为“时钟树”。
在一些传统的低端8位单片机诸如51，AVR，PIC等单片机，其也具备自身的一个时钟树系统，但其中的绝大部分是不受用户控制的，亦即在单片机上电后，时钟树就固定在某种不可更改的状态（假设单片机处于正常工作的状态）。
比如51单片机使用典型的12MHz晶振作为时钟源，则外设如IO口、定时器、串口等设备的驱动时钟速率便已经是固定的，用户无法将此时钟速率更改，除非更换晶振。
而STM32微控制器的时钟树则是可配置的，其时钟输入源与最终达到外设处的时钟速率不再有固定的关系，本文将来详细解析STM32微控制器的时钟树。
图1是STM32微控制器的时钟树，表1是图中各个标号所表示的部件。
标号图1标号释义1内部低速振荡器（LSI，40Khz）2外部低速振荡器（LSE，32.768Khz）3外部高速振荡器（HSE，3-25MHz）4内部高速振荡器（HIS，8MHz）5PLL输入选择位6RTC时钟选择位7PLL1分频数寄存器8PLL1倍频寄存器9系统时钟选择位10USB分频寄存器11AHB分频寄存器12APB1分频寄存器13AHB总线14APB1外设总线15APB2分频寄存器16APB2外设总线17ADC预分频寄存器18ADC外设19PLL2分频数寄存器20PLL2倍频寄存器21PLL时钟源选择寄存器22独立看门狗设备23RTC设备图1STM32的时钟树在认识这颗时钟树之前，首先要明确“主干”和最终的“分支”。
假设使用外部8MHz 晶振作为STM32的时钟输入源（这也是最常见的一种做法），则这个8MHz便是“主干”，而“分支”很显然是最终的外部设备比如通用输入输出设备（GPIO）。
STM32F4时钟树外设挂靠总线学习小结
STM32F4时钟树学习小结时钟是单片机的心脏，重要性不言而喻，STM32F4的时钟树是比较复杂的。
时钟树图一时钟树图二1：STMF4xx系统共计有三个主要时钟源（HSI、HSE和PLL）和两个次要时钟源（LSE、LSI）。
2：SYSCLK可以来自HSI、HSE和PLL，多数采用PLL频率最高能达到168MHz。
3：RTC时钟可以来自LSE、LSI和HSE，但只有用LSE时，才能保证系统电源掉电时RTC仍能正常工作。
4：可通过多个预分频器配置AHB 频率、高速APB (APB2) 和低速APB (APB1)。
AHB 域的最大频率为168 MHz。
高速APB2 域的最大允许频率为84 MHz。
低速APB1 域的最大允许频率为42 MHz。
5：STM32F405xx/07xx 和STM32F415xx/17xx 的定时器时钟频率由硬件自动设置。
如果APB 预分频器为1，定时器时钟频率等于APB 域的频率。
否则，等于APB 域的频率的两倍(×2)。
6：除以下时钟外，所有外设时钟均由系统时钟(SYSCLK) 提供：●来自于特定PLL 输出(PLL48CLK) 的USB OTG FS 时钟(48 MHz)、基于模拟技术的随机数发生器(RNG) 时钟(<=48 MHz) 和SDIO 时钟(<= 48 MHz)。
●I2S 时钟●由外部PHY 提供的USB OTG HS (60 MHz) 时钟●由外部PHY 提供的以太网MAC 时钟（TX、RX 和RMII）。
下面介绍挂在不同总线上的设备情况1、挂在AHB1总线的外设有：最高时钟频率：168MHZ1）GPIOA~K2）RCC_AHB1Periph_CRC3）FLITF4）SRAM15）SRAM26）BKPSRAM7）SRAM38）CCMDATARAMEN9）DMA110）DMA211）DMA2D12）ETH_MAC、ETH_MAC_Tx、ETH_MAC_Rx、ETH_MAC_PTP13）OTG_HS、OTG_HS_ULPI2、挂在AHB2总线的外设有：最高时钟频率：168MHZ1）DCMI2）CRYP3）HASH4）RNG5）OTG_FS3、挂在APB1_Peripherals 有：最高时钟频率：42MHZ1）TIM2~142）WWDG3）SPI2~34）USART2~35）UART4~5，7~86）I2C1~37）CAN1~28）PWR9）DAC4、挂在APB2_Peripherals 有：最高时钟频率：84MHZ1）TIM1，8~112）USART1，63）ADC4）ADC1~35）SDIO，1，4，5，66）SYSCFG7）SAI18）LTDC。
stm32f103中文手册[7]
![stm32f103中文手册[7]](https://img.taocdn.com/s3/m/38586d2658eef8c75fbfc77da26925c52cc59127.png)
stm32f103中文手册1. 概述stm32f103是一款高性能、低功耗、高集成度的32位微控制器，基于ARM Cortex-M3内核，支持Thumb-2指令集，具有72MHz的主频和64KB至512KB的闪存。
stm32f103具有丰富的外设资源，包括多种通信接口、定时器、模数转换器、DMA控制器、触摸感应控制器等，能够满足各种复杂的应用需求。
stm32f103还具有多种低功耗模式，能够实现动态电源管理，降低系统功耗。
stm32f1 03采用多种封装形式，适用于不同的应用场合。
2. 引脚定义stm32f103的引脚定义如图1所示。
stm32f103的引脚分为四类：电源引脚、复位引脚、晶振引脚和功能引脚。
电源引脚包括VDD、VSS、V DDA和VSSA，分别提供数字电源、数字地、模拟电源和模拟地。
复位引脚包括NRST和BOOT0，分别用于复位芯片和选择启动模式。
晶振引脚包括OSC_IN和OSC_OUT，分别连接外部晶振的输入和输出端。
功能引脚包括多达80个可编程的通用输入输出（GPIO）引脚，以及一些专用功能引脚，如JTAG/SWD调试接口、USB接口等。
图1 stm32f103引脚定义3. 系统架构ARM Cortex-M3内核：是stm32f103的核心部分，负责执行程序指令，处理数据和中断等。
存储器：包括闪存（Flash）、静态随机存储器（SRAM）和备份寄存器（Backupregisters），分别用于存储程序代码、数据和备份数据等。
外设总线：包括总线矩阵（Bus matrix）、总线桥（Bus bridge）和外设总线（Peripheralbus），分别用于连接内核、存储器和外设等。
时钟和复位控制：包括时钟树（Clocktree）、复位控制器（Reset controller）和电源管理单元（Power managementunit），分别用于提供时钟信号、复位信号和电源管理等。