本文結(jié)合網(wǎng)上的兩篇時(shí)鐘分析文章，并結(jié)合本人的理解來(lái)分析STM32的時(shí)鐘系統(tǒng)。

眾所周知，一個(gè)微控制器或處理器的運(yùn)行必須要依賴(lài)周期性的時(shí)鐘脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)，通常是通過(guò)外接晶振來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在學(xué)習(xí)單片機(jī)（51系列，AVR系列，PIC系列）的過(guò)程中，只要設(shè)定了外接晶振，我們就只關(guān)心的時(shí)序圖，無(wú)需再進(jìn)行時(shí)鐘的配置，而STM32微控制器的時(shí)鐘樹(shù)則是可配置的，其時(shí)鐘輸入源與最終達(dá)到外設(shè)處的時(shí)鐘速率不再有固定的關(guān)系，本文將來(lái)詳細(xì)解析STM32微控制器的時(shí)鐘樹(shù)。

在官方提供的STM32參考手冊(cè)或數(shù)據(jù)手冊(cè)中，提供了如下的時(shí)鐘樹(shù)結(jié)構(gòu)圖:

為了方便分析，簡(jiǎn)化為如下的時(shí)鐘樹(shù)，

由圖可知：STM32主要有5個(gè)時(shí)鐘源，分別為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL，如灰藍(lán)色如示，而PLL是由鎖相環(huán)電路倍頻得到PLL時(shí)鐘。從上到下分析，分別 為：

HSI是高速內(nèi)部時(shí)鐘，內(nèi)置RC振蕩器，頻率為8MHz；

HSE是高速外部時(shí)鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時(shí)鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz，一般接8MHz石英晶振；

LSE是低速外部時(shí)鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體，主要提供一個(gè)精確的時(shí)鐘源一般作為RTC時(shí)鐘使用；

LSI是低速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。它供獨(dú)立看門(mén)狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的時(shí)鐘源。另外，實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC的時(shí)鐘源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時(shí)鐘源通過(guò)RTCSEL[1:0]來(lái)選擇；

PLL為鎖相環(huán)倍頻輸出，其時(shí)鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2，倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過(guò)72MHz。

系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時(shí)鐘源。系統(tǒng)時(shí)鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統(tǒng)時(shí)鐘最大頻率為72MHz，它通過(guò)AHB分頻器分頻后送給各模塊使用，AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時(shí)鐘送給5大模塊使用：

送給AHB總線、內(nèi)核、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時(shí)鐘；

通過(guò)8分頻后送給Cortex的系統(tǒng)定時(shí)器時(shí)鐘；

直接送給Cortex的空閑運(yùn)行時(shí)鐘FCLK；

送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB1外設(shè)使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時(shí)器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時(shí)鐘輸出供定時(shí)器2、3、4使用；

送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB2外設(shè)使用(PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時(shí)器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時(shí)鐘輸出供定時(shí)器1使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。

另外:

（1）STM32中有一個(gè)全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個(gè)頻率為48MHz的時(shí)鐘源。該時(shí)鐘源只能從PLL輸出端獲取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當(dāng)需要使用USB模塊時(shí)，PLL必須使能，并且時(shí)鐘頻率配置為48MHz或72MHz。
（2）STM32還可以選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統(tǒng)時(shí)鐘。

在STM32處理器，對(duì)應(yīng)每一模塊，都需要為其配置時(shí)鐘源，我們將官方提供的時(shí)鐘樹(shù)再進(jìn)行細(xì)化，就得到如下的時(shí)鐘樹(shù)，其中圖中的標(biāo)號(hào)分別為：1：內(nèi)部低速振蕩器（LSI，40Khz）；2：外部低速振蕩器（LSE，32.768Khz）；3：外部高速振蕩器（HSE，3-25MHz）；4：內(nèi)部高速振蕩器（HIS，8MHz）；5：PLL輸入選擇位；6：RTC時(shí)鐘選擇位；7：PLL1分頻數(shù)寄存器；8：PLL1倍頻寄存器；9：系統(tǒng)時(shí)鐘選擇位；10：USB分頻寄存器；11：AHB分頻寄存器；12：APB1分頻寄存器；13：AHB總線；14：APB1外設(shè)總線；15：APB2分頻寄存器；16：APB2外設(shè)總線；17：ADC預(yù)分頻寄存器；18：ADC外設(shè)；19：PLL2分頻數(shù)寄存器；20：PLL2倍頻寄存器；21：PLL時(shí)鐘源選擇寄存器；22：獨(dú)立看門(mén)狗設(shè)備；23：RTC設(shè)備

假設(shè)我們要設(shè)置位于APB2控制的GPIO外設(shè)時(shí)鐘，則我們得到的時(shí)鐘軌跡應(yīng)該是：3-->5-->7-->21-->8-->9-->11-->15-->16。即：首先（3）是外部的3-25MHz（前文已假設(shè)為8MHz）輸入；通過(guò)（5）PLL選擇位預(yù)先選擇后續(xù)PLL分支的輸入時(shí)鐘（假設(shè)選擇外部晶振）；設(shè)置（7）外部晶振的分頻數(shù)（假設(shè)1分頻）；選擇（21）PLL倍頻的時(shí)鐘源（假設(shè)選擇經(jīng)過(guò)分頻后的外部晶振時(shí)鐘）；對(duì)于8，設(shè)置（8）PLL倍頻數(shù)（假設(shè)9倍頻）；選擇（9）系統(tǒng)時(shí)鐘源（假設(shè)選擇經(jīng)過(guò)PLL倍頻所輸出的時(shí)鐘）；設(shè)置（11）AHB總線分頻數(shù)（假設(shè)1分頻）；設(shè)置（15）APB2總線分頻數(shù)（假設(shè)1分頻）；時(shí)鐘到達(dá)APB2總線（16）。

GPIO設(shè)備的最大驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘速率（各個(gè)條件已在上述要點(diǎn)中假設(shè)）：

1) 由3所知晶振輸入為8MHz，由5——21知PLL的時(shí)鐘源為經(jīng)過(guò)分頻后的外部晶振時(shí)鐘，并且此分頻數(shù)為1分頻，因此首先得出PLL的時(shí)鐘源為：8MHz / 1 = 8MHz。

2) 由8、9知PLL倍頻數(shù)為9，且將PLL倍頻后的時(shí)鐘輸出選擇為系統(tǒng)時(shí)鐘，則得出系統(tǒng)時(shí)鐘為 8MHz * 9 = 72MHz。

3) 時(shí)鐘到達(dá)AHB預(yù)分頻器，由11知時(shí)鐘經(jīng)過(guò)AHB預(yù)分頻器之后的速率仍為72MHz。

4) 時(shí)鐘到達(dá)APB2預(yù)分頻器，由15經(jīng)過(guò)APB2預(yù)分頻器后速率仍為72MHz。

5) 時(shí)鐘到達(dá)APB2總線外設(shè)。

因此STM32的APB2總線外設(shè)，所能達(dá)到的最大速率為72MHz。

接下來(lái)從程序的角度分析時(shí)鐘樹(shù)的設(shè)置，程序清單如下：

[cpp]view plaincopy

voidRCC_Configuration(void)

{

ErrorStatusHSEStartUpStatus;（1）

RCC_DeInit();（2）

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);（3）

HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();（4）

if(HSEStartUpStatus==SUCCESS)（5）

{

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);（6）

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); （7）