【经验分享】STM32F2系列系统时钟默认配置

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STMCU小助手发布时间：2021-12-2 14:28

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文章简介:	有个项目要用到STM32F207Vx单片机，找到网上的例子照猫画虎的写了几个例子，比如ADC，可是到了ADC多通道转换的时候就有点傻眼了，这里面的时钟跑的到底是多少M呢？单片机外挂的时钟是25M，由于该单片机时钟系统较为复杂，有内部高/低、外部高/低、PLL锁相环时钟，又有AHB总线时钟、APB1/2时钟，而例子中很少讲到系统时钟的默认配置是怎么配置呢？那么就发点时间研究下这个单片机内部的复杂时钟系统吧。

有个项目要用到STM32F207Vx单片机，找到网上的例子照猫画虎的写了几个例子，比如ADC，可是到了ADC多通道转换的时候就有点傻眼了，这里面的时钟跑的到底是多少M呢？单片机外挂的时钟是25M，由于该单片机时钟系统较为复杂，有内部高/低、外部高/低、PLL锁相环时钟，又有AHB总线时钟、APB1/2时钟，而例子中很少讲到系统时钟的默认配置是怎么配置呢？那么就发点时间研究下这个单片机内部的复杂时钟系统吧。

下图是STM32F2系列的时钟树结构图：

1、内部高速时钟HSI、外部高速时钟HSE和PLL时钟PLLCLK时钟都接到了SW开关处，通过SW选择哪一路作为SYSCLK，SYSCLK经过AHB分频器进行分频得到HCLK，APB1和APB2是挂在总线AHB上的，通过APB1和APB2分频得出fpclk1和fpclk2。

2、PLL输入时钟源主要是靠外部高速时钟和内部高速时钟作为时钟源，通过PLLCFGR寄存器的bit22来选择具体哪一路作为时钟源。选择好了时钟源进入/M分频器，也就是PLLM进行分频，送入VCO，在通过xN，进行倍频，也就是PLLN1)通过/P进行分频（PLLP）得到PLLCLK;(2)通过/Q分频（PLLQ），得到PLL48CK。

然后边看代码边对照结构图进行分析，看软件如何给单片机配置系统时钟的。

然后找到启动代码“startup_stmf32xx.s”,该代码是用汇编写的，可以看到，在调用main函数之前，是先调用了SystemInit函数的，该函数是在“system_stm32f2xx.c”中

; Reset handlerReset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT SystemInit
IMPORT __main
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP

复制代码

代码如下,变量直接赋个16进制的数，都不知道是啥意思，目的是干什么的，不知道，所以看下面代码时最好对照STM32F2x用户手册。当然这个只是一个初始化，待会主要看SetSysClock();这个函数，在调用该函数之前，我们知道单片机是先启用了内部高速时钟等一些配置。

void SystemInit(void)
{
/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------*/
/* Set HSION bit */
RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; //RCC_CR复位值0x0000_xx83，内部高速时钟使能,也就是说上电开始就使用内部高速时钟,16MHZ
/* Reset CFGR register */
RCC->CFGR = 0x00000000; //通过开关SW选择内部高速时钟作为系统时钟16MHZ
//AHB prescaler 不分频
//APB Low speed prescaler (APB1) 不分频，fplck1 = 16MHZ
//APB high-speed prescaler (APB2)不分频，fplck2 = 16MHZ
//MCO1和MCO2时钟输出等配置可参考用户手册Page95
/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
/* Reset PLLCFGR register */
RCC->PLLCFGR = 0x24003010; //RCC_CFGR复位值是0x2400_3010
/* Reset HSEBYP bit */
RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF; //对bit18 HSEBYP 设置为0，外部高速时钟被禁止
/* Disable all interrupts */
RCC->CIR = 0x00000000; //所有时钟中断都被禁止
#ifdef DATA_IN_ExtSRAM
SystemInit_ExtMemCtl();
#endif /* DATA_IN_ExtSRAM */
/* Configure the System clock source, PLL Multiplier and Divider factors,
AHB/APBx prescalers and Flash settings ----------------------------------*/
SetSysClock();
/* Configure the Vector Table location add offset address ------------------*/
#ifdef VECT_TAB_SRAM
SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */
#else
SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */
#endif
}

复制代码

在SystemInit(void)函数中在配置完一些参数后，还调用了SetSysClock()函数，该函数代码如下

static void SetSysClock(void)
{
/******************************************************************************/
/* PLL (clocked by HSE) used as System clock source */
/******************************************************************************/
__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
/* Enable HSE */
RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); //外部高速时钟使能，25MHZ
/* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */ //外部时钟使能后，得需要一点时间到达各个端口
do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; //如果RCC_CR_HSERDY为0，说明外部时钟还没准备好，1说明外部时钟已准备好
StartUpCounter++;//对读的次数进行累加，当累加次数到达1280次时，就意味着启动时间超时
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));
if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)//这里判断上面的do while循环是因哪个条件结束的
{
HSEStatus = (uint32_t)0x01; //说明时钟已准备好了，才结束do whlie循环
}
else
{
HSEStatus = (uint32_t)0x00; //说明是因为超时了而退出do while循环
}
if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
{
/* HCLK = SYSCLK / 1*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; //AHB不分频，AHB出来后时钟就是sysclk=120M
/* PCLK2 = HCLK / 2*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2;//APB2 2分频，fpclk2 = sysclk/2 = 60M
/* PCLK1 = HCLK / 4*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4; //APB1 4分频，fplck1 = sysclk/4 = 30M
/* Configure the main PLL */ //主要对PLL和PPI2S 进行配置
RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) |
(RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);
//配置完后RCC->PLLCFGR = 0x05403c19,然后对照寄存器RCC_PLLCFGR查看哪些位对应哪些功能
//通过bit5~bit0可计算出PLLM=25，那么input VCO = PLL input clock /PLLM = 25M/25 = 1M,对应时钟结构图中的/M
//通过bit14~bit6可计算出倍频因子PLLN = 240，那么VCO output clock = PLLN * input VCO = 240 * 1 = 240M,对应时钟结构图中的xN
//bit17~bit16可计算出分频因子PLLP = 2，那么PLLCLK = VCO output clock /PLLP = 240/2 = 120M
//bit22是选择给PLL输入的时钟源，输入时钟源有外部和内部高速时钟，这里选择的是外部高速时钟即PLL input clock = HSE =25M
//bit27~24可计算出分频因子PLLQ = 5，那么PLL48CK = VCO output clock/PLLQ = 240/5 = 48M
/* Enable the main PLL */
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; //使能PLL
/* Wait till the main PLL is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}
//到这里RCC->CR已配置完，最终值0x03036783
//通过查看用户手册知道，内部高速时钟、外部高速时钟、PLL时钟都已开启
/* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache and wait state */
FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTEN | FLASH_ACR_ICEN | FLASH_ACR_DCEN | FLASH_ACR_LATENCY_3WS;
/* Select the main PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL;
//到这里RCC->CFGR已配置完，最终值是0x0000_940A
//通过查看用户手册，知道，PLL时钟作为系统时钟即120M
//AHB不分频，即HCLK = 120M
//APB1 4分频，即fpclk1 = 120/4=30M
//APB2 2分频，即fpclk2 = 120/2=60M
/* Wait till the main PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS ) != RCC_CFGR_SWS_PLL);
{
}
}
else
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
configuration. User can add here some code to deal with this error */
}
}