【经验分享】STM32F205时钟配置

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STMCU小助手发布时间：2021-12-3 16:00

技术帖
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文章简介:	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。

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 handler
( S2 h" |- z, \% ?! n$ f
Reset_Handler PROC) h$ ]3 n& [) j
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
* k# [1 W6 j+ l& w) h' H& k1 n; w* z
IMPORT SystemInit2 ?6 Q9 J0 r* X j& F& X. }* J
IMPORT __main. ^7 ?5 T, |/ |* @) K4 I
LDR R0, =SystemInit9 \6 i& {! ~" n( Q, Q- f% h* y
BLX R0
9 }# b) K, U9 J& B
LDR R0, =__main
6 ~, D+ E9 o0 D* l# ^
BX R0) T7 P! M, ?3 E/ K7 Q! w
ENDP

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( T* ]% K" t1 z* k, z
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)1 V9 C& X* ]$ B ?: Y H$ H
{
5 @3 u! W# p5 y* x! k8 I
/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------/* n5 \" A# w6 u! A8 m
/ Set HSION bit */5 {6 ?2 y5 s+ V* z
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 */
' V! g5 S$ o6 q7 X
RCC->CFGR = 0x00000000; //通过开关SW选择内部高速时钟作为系统时钟16MHZ! _: b6 |1 J6 ^6 y) V; `# ^
//AHB prescaler 不分频2 a" {$ H4 U: Q) ^+ V2 n. V8 q
//APB Low speed prescaler (APB1) 不分频，fplck1 = 16MHZ7 A4 o& G5 e3 B7 Q5 p
//APB high-speed prescaler (APB2)不分频，fplck2 = 16MHZ$ ]: u; J8 C$ D: a/ G
//MCO1和MCO2时钟输出等配置可参考用户手册Page95/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */% B8 z/ E9 F( }" w# n
RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;/* Reset PLLCFGR register */8 J7 F& c- J4 v( i" q' w& D4 W) G" i
RCC->PLLCFGR = 0x24003010; //RCC_CFGR复位值是0x2400_3010/* Reset HSEBYP bit */& @5 f' T9 G; T+ k4 r/ e
RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF; //对bit18 HSEBYP 设置为0，外部高速时钟被禁止/* Disable all interrupts */
% u. I. |$ W; K `) n
RCC->CIR = 0x00000000; //所有时钟中断都被禁止#ifdef DATA_IN_ExtSRAM
3 Y0 S- _! u7 D1 z! u
SystemInit_ExtMemCtl();
- {6 ]0 g; j( f7 B
#endif /* DATA_IN_ExtSRAM *//* Configure the System clock source, PLL Multiplier and Divider factors,
5 `3 y0 c# B3 `' j7 K
AHB/APBx prescalers and Flash settings ----------------------------------*/
. z1 e P% r* T1 x' V
SetSysClock();/* Configure the Vector Table location add offset address ------------------/) m3 T7 ]1 ?! p P3 b
#ifdef VECT_TAB_SRAM
O C S9 Y8 B# [& F
SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; / Vector Table Relocation in Internal SRAM /
g8 g8 _ H5 D2 {: @7 M( i
#else- U/ ^6 N, K3 v. _& ?+ m
SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; / Vector Table Relocation in Internal FLASH */
2 h# z5 u& Y8 d$ b' {$ X
#endif# c& b7 t; I X5 A+ ~# U9 l
}

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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

0 i; K2 S) v+ z4 dstatic void SetSysClock(void)
: H1 R2 Z* I3 {{
- C. N) M4 c7 j' X/*****************************************************************************/. } F9 E S8 Q n
/ PLL (clocked by HSE) used as System clock source /' L3 v' Q( C1 t* O4 G: I
/*****************************************************************************/
) [9 i' S4 v, |__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;

/* Enable HSE */
" j* q0 F. i8 X. L! IRCC->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
2 b% O3 ?4 M; i0 Bdo
* z9 n( S7 k) S; t. C{
1 Q( V! j, t9 RHSEStatus = 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+ F0 u* P: o. o+ M
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
G+ _' [$ }, i1 y} 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
; J) C2 N6 A8 L0 D{
( G" z& e* Q9 z+ Q, e: M" }! t5 ?HSEStatus = (uint32_t)0x01; //说明时钟已准备好了，才结束do whlie循环) n' O/ L4 p0 Z- X* k0 d, A2 f6 G2 ~
}
4 u8 ?$ g- J' Z0 f! ?( ^8 Y+ w2 Helse+ _) \+ f* W J* L9 V
{
) E; _' _) f, v, LHSEStatus = (uint32_t)0x00; //说明是因为超时了而退出do while循环
2 e: X& W8 S" a" I( g}

if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
) F& O( |- e4 ?{
/* HCLK = SYSCLK / 1*/- h0 e+ g% J# G5 ^$ T7 O, w# J
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; //AHB不分频，AHB出来后时钟就是sysclk=120M

/* PCLK2 = HCLK / 2*/5 E2 m3 ?2 r5 W6 j# P0 p
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2;//APB2 2分频，fpclk2 = sysclk/2 = 60M
3 Z3 e2 Z7 J3 ?" z$ r$ M$ x, R
" I! ?, t+ b9 s, t9 p8 ~0 Q
/* PCLK1 = HCLK / 4*/
% N7 f& a9 O! p, ]% k0 _
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4; //APB1 4分频，fplck1 = sysclk/4 = 30M
. h+ f- o2 ?7 T& o1 P3 ^# x/ n, t
, ^. d! H. _9 r: \
/* Configure the main PLL */ //主要对PLL和PPI2S 进行配置
0 m! v2 }! U2 z) b& ^# v
RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) |0 A$ v# L: i7 G$ O7 }# c
(RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);

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//配置完后RCC->LLCFGR = 0x05403c19,然后对照寄存器RCC_PLLCFGR查看哪些位对应哪些功能
% g; Z( a, S0 ^//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- P4 `' O5 i  @! S. W' m$ x3 F
//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
' U0 ~' ~' W! t  J" W//bit17~bit16可计算出分频因子PLLP = 2，那么PLLCLK = VCO output clock /PLLP = 240/2 = 120M
1 q9 c2 I% r6 p5 v2 \6 V# f# T: U//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
6 M% H/ \" W8 L- _- g  ^//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 */
: e) x, k$ M- a: w' [" g
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; //使能PLL
( T9 l9 [8 v! T R- T
) t8 \: z$ q7 ]) G. d I$ k! N
/* Wait till the main PLL is ready */" ?/ ?8 k% ~) \' l1 G9 g, @2 P
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)' c X2 k2 i7 L, O- X+ ?9 Q
{
; s; j+ k" ^6 }6 z }4 z+ L
}
* O, h9 X' C6 }4 G6 x) T% }, K O# {
//到这里RCC->CR已配置完，最终值0x03036783+ W0 ^) C D) P& s8 i9 m0 }
//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
, A& V/ V* C+ C, L) ?
! I! V5 N8 f4 }
/* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache and wait state */
% | S' e, ^8 Z) X H
FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTEN | FLASH_ACR_ICEN | FLASH_ACR_DCEN | FLASH_ACR_LATENCY_3WS;
* U' m3 o; y. j$ E% x, J1 L
- l* ]+ P1 ?/ s, s z$ h3 q
/* Select the main PLL as system clock source */8 i; H/ R# ^" O; }) f% ^+ {" T
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));& Y$ m" L2 L' ~4 |% O: d' _( U2 k! c
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL;
2 J7 Y# }1 V8 D" D2 H5 \* ]% K% R2 e* f
* ?( X% ~5 l& \
//到这里RCC->CFGR已配置完，最终值是0x0000_940A
4 ?' `# }$ H8 o; D8 T
//通过查看用户手册，知道，PLL时钟作为系统时钟即120M
, d5 m0 D$ K* n
//AHB不分频，即HCLK = 120M2 ]. x9 n1 d$ y- _
//APB1 4分频，即fpclk1 = 120/4=30M6 |( j4 d5 C: Y/ m
//APB2 2分频，即fpclk2 = 120/2=60M
; k- F$ T2 o5 w1 [
( B' k8 `5 X& T: p5 X
/* Wait till the main PLL is used as system clock source */ q) `( ?% L1 j: Y( ~' N
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS ) != RCC_CFGR_SWS_PLL);
. ?5 b; ~& c" R/ B' F8 {6 {: x: M" {
{5 n, {8 T: s- }- F% [
}

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}
/ L- K; B2 T' G, s% H1 gelse+ \# q9 P* H3 @/ a% S* X7 p
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
0 o0 n$ R- ?3 `- G; T6 _configuration. User can add here some code to deal with this error */
" J$ j- b* z5 T( J" p2 E! f- w}

}' O" k$ C! G+ s. g5 p) Y7 \0 O- w

' j: B( g/ X9 \ T3 A

OK，分析完这段代码后，调用系统固件函数后，现在知道了时钟树结构图中右边出来的时钟是多少MHz了吧。

总结：

1、使用的是外部时钟25MHZ，通过PLL进行分频倍频分频得到PLLCLK 120M，PLLCLK作为系统时钟SYSCLK。

2、APB1出来是30M，也就是FPCLK1。

3、APB2出来是60M，也就是FPCLK2。