STM32之時鐘樹筆記

1 STM32有五個時鐘源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL
1.1 HSI：高速內(nèi)部時鐘、RC振蕩器、頻率為8MHz、時鐘精度較差，可作為備用時鐘源（時鐘安全系統(tǒng)CSS）。
1.2 HSE：高速外部時鐘、可接外部晶體/陶瓷諧振器（4MHz~16MHz）或外部時鐘源（HSE旁路，Max 25MHz）。
1.3 LSI：低速內(nèi)部時鐘、RC振蕩器、頻率為40kHz，大容量MCU可進(jìn)行LSI時鐘校準(zhǔn)。
1.4 LSE：低速外部時鐘、接頻率為32.768kHz的外部晶體/陶瓷諧振器。
1.5 PLL：鎖相環(huán)倍頻輸出，時鐘輸入源可選擇HSI/2、HSE或HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，最大輸出72MHz。

用戶可通過多個預(yù)分頻器配置AHB總線、高速APB2總線和低速APB1總線的頻率。AHB和APB2域的最大頻率是72MHZ。APB1域的最大允許頻率是36MHZ。SDIO接口的時鐘頻率固定為HCLK/2。
40kHz的LSI供獨立看門狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為實時時鐘RTC的時鐘源。另外，實時時鐘RTC的時鐘源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時鐘源通過RTCSEL[1:0]來選擇。
STM32中有一個全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個頻率為48MHz的時鐘源。該時鐘源只能從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，PLL必須使能，并且時鐘頻率配置為48MHz或72MHz。
另外，STM32還可以選擇一個PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統(tǒng)時鐘輸出到MCO腳(PA8)上
系統(tǒng)時鐘SYSCLK，是供STM32中絕大部分部件工作的時鐘源。系統(tǒng)時鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE，在選擇時鐘源前注意要判斷目標(biāo)時鐘源是否已經(jīng)穩(wěn)定振蕩。Max=72MHz，它分為2路，1路送給I2S2、I2S3使用的I2S2CLK、I2S3CLK；另外1路通過AHB分頻器分頻（1/2/4/8/16/64/128/256/512）分頻后送給以下8大模塊使用：
① 送給SDIO使用的SDIOCLK時鐘。
② 送給FSMC使用的FSMCCLK時鐘。
③ 送給AHB總線、內(nèi)核、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時鐘。
④ 通過8分頻后送給Cortex的系統(tǒng)定時器時鐘（SysTick）。
⑤ 直接送給Cortex的空閑運(yùn)行時鐘FCLK。
⑥ 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)，另一路送給定時器(Timer2-7)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器2、3、4、5、6、7使用。
⑦ 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)，另一路送給定時器(Timer1、Timer8)1、2倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器1和定時器8使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后得到ADCCLK時鐘送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。
⑧ 2分頻后送給SDIO AHB接口使用（HCLK/2）

2 時鐘輸出的使能控制
在以上的時鐘輸出中有很多是帶使能控制的，如AHB總線時鐘、內(nèi)核時鐘、各種APB1外設(shè)、APB2外設(shè)等。
當(dāng)需要使用某模塊時，必需先使能對應(yīng)的時鐘。
需要注意的是定時器的倍頻器，當(dāng)APB的分頻為1時，它的倍頻值為1，否則它的倍頻值就為2。
連接在APB1(低速外設(shè))上的設(shè)備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、 Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鐘信號，但它應(yīng)該不是供USB模塊工作的時鐘，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鐘。USB模塊工作的時鐘應(yīng)該是由APB1提供的。
連接在APB2(高速外設(shè))上的設(shè)備有：GPIO_A-E、USART1、ADC1、ADC2、ADC3、TIM1、TIM8、SPI1、ALL


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下圖是STM32F10xx時鐘系統(tǒng)的框圖，通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產(chǎn)生的路徑，還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。

STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標(biāo)出；圖中間的時鐘監(jiān)視系統(tǒng)(CSS)是在很多ST7的單片機(jī)中就出現(xiàn)的安全設(shè)置。

特別注意：圖的右邊，輸出定時器時鐘之前有一個乘法器，它的操作不是由程序控制的，是由硬件根據(jù)前一級的APB預(yù)分頻器的輸出自動選擇，當(dāng)APB預(yù)分頻器的分頻因子為 1時，這個乘法器無作用；當(dāng)APB預(yù)分頻器的分頻因子大于1時，這個乘法器做倍頻操作，即將APB預(yù)分頻器輸出的頻率乘2，這樣可以保證定時器可以得到最高的72MHz時鐘脈沖。