板子使用的是25M无源晶振，下文将介绍STM32F207的时钟系统如何将25M晶振时钟转换为120M系统主频时钟的。
  i) _  R* f4 P; U0 H7 E
01、时钟系统介绍
2 ~! j- C- Z' e6 b: n+ [
0 g/ D$ t' b6 t: z; a: p

! s- Z8 }$ Y) c( u                                                                    ▲时钟系统专业名词缩写

时钟系统关键组成部分

01 内部高速时钟(HSI)

8 y* K: H9 P" h( T) fHSI时钟信号可以通过内部16MHZ的RC振荡器产生，可以直接用于系统时钟或者用于PLL输入。
5 `# q, x. M5 d% f8 C
' ]2 N: N- M) ~. R* Q* x. }8 p: \HSI的RC振荡器的优势是：在最小成本(没有外部器件)情况下提供一个时钟源。它的启动速度要比HSE晶体振荡器更快，但是即使校准频率后，它的精度仍然小于外部晶体振荡器或陶瓷谐振器。
- J3 Q3 _3 s4 A9 r- W
! G$ o$ ^. h5 f. R/ O& g! W02 外部高速时钟(HSE)
1 N9 x- _# f0 b' g$ J8 S
& X: o& l0 w. ?% I  w+ y; T外部高速时钟信息(HSE)可以通过两个时钟源产生：
3 S' W! [" E  M& u. [+ v
① 外部晶体/陶瓷谐振器
# d+ f0 }6 J3 Q6 {$ K9 U$ a
② 外部用户时钟

▲两种时钟源接入示意图
" ~' ]- M0 q7 k$ m8 {8 P
3 l9 }: a! @: M) E2 a
% m- |7 c! ?  K' o" U8 e03 主锁相环时钟(PLL)
" O5 S  m; D2 O
STM32F2xx具有两个PLL
1 R' L3 S9 s) n0 @! K$ o
① 主要的PLL通过HSE或HSI提供时钟，并且有两个输出时钟；

9 [4 z4 n$ g' Q$ G' T2 K② 专用的PLL(PLLI2S)被用于产生一个精确的时钟去实现高质量音频效果在I2S接口；

9 k/ B- s" I$ _; ]: q

0 V- i% s( T1 [# M# qHSE/M*N/P得到PLL时钟
8 [- w7 N) y' N
& S: V& L6 [- w1 \) M( s3 `! X" j关于PLL锁相环说明

: Z7 O' f9 z% G; w

6 p" X- o$ m1 I7 L* h

$ P  b$ L& a2 F0 \5 ]从1处输入，3处输出是1的N倍。
) l6 _4 @$ @) `: u: _5 |
1 K) V% W$ F' N8 s3处除以N又作为输入，当1和2的频率一样，就锁定了。(之所以图上是xN,因为从2看向3的)
, q0 T/ K1 {# g. j+ N4 \: j- b; R

' `* ?" U6 E, \
( [" j$ Q0 u* M- g# n4 M$ d04 低速外部时钟(LSE)

% q3 k7 ^2 L6 X# u; T  CLSE是一个32.768KHZ低速外部晶振或陶瓷谐振器。
3 W, p3 o) \) ]% N6 F& x- F" e
它的优点：提供低速但是高精度时钟给RTC外设，为时钟/日历或其他时间应用。
" u( P2 D6 ]4 x4 F* o
9 s  O( v% r- |3 n3 g' W- o
05低速内部时钟(LSI)

LSI RC作为一个低速时钟源，它可以运行在停止和待机模式中给独立看门狗(IWDG)和自动唤醒(AWU)。它的时钟频率在32MHZ左右。
0 i$ o/ `8 t' B7 p7 Z
- B1 z  P2 e8 [( X/ G, b: q/ p5 B02、代码分析
时钟初始化代码在system_stm32f2xx.c文件中，大部分时候我们不需要修改时钟代码的，各个总线的频率我们可以在文件头看到。

1. =============================================================================
   & }" f  B; ^/ l! {  @$ c
2.   *=============================================================================
   ; \( |. K- X& {& E/ h  L' y; k( l) r
3.   *        Supported STM32F2xx device revision    | Rev B and Y
   
4.   *-----------------------------------------------------------------------------
   
5.   *        System Clock source                    | PLL (HSE)
   % j- G0 V: M/ u: E- X; U$ Z
6.   *-----------------------------------------------------------------------------
   8 R7 b. i. O3 E, l+ L
7.   *        SYSCLK(Hz)                             | 120000000
   
8.   *-----------------------------------------------------------------------------
   ) @' L8 ]$ E8 b7 W7 h
9.   *        HCLK(Hz)                               | 120000000
   7 G4 C) t' `  V  W
10.   *-----------------------------------------------------------------------------
    5 {% P' D* e; U
11.   *        AHB Prescaler                          | 1
    
12.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
13.   *        APB1 Prescaler                         | 4
    6 i* c/ ~' d! m: p. F9 m
14.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
15.   *        APB2 Prescaler                         | 2
      p2 [9 U; w7 d2 A+ X  X
16.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
17.   *        HSE Frequency(Hz)                      | 25000000
    
18.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
19.   *        PLL_M                                  | 25
    
20.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
21.   *        PLL_N                                  | 240
    - v( G( D9 x, Y/ Z8 P- Y* y
22.   *-----------------------------------------------------------------------------
    8 I) o7 m* G- R* d+ k: k# l
23.   *        PLL_P                                  | 2
    
24.   *-----------------------------------------------------------------------------
    # M6 {+ ?0 C* c" Y
25.   *        PLL_Q                                  | 5
    
26.   *-----------------------------------------------------------------------------
    6 `+ a0 t# T# Q$ N# t
27.   *        PLLI2S_N                               | NA
    
28.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
29.   *        PLLI2S_R                               | NA
    ! K6 B0 ^. e" ^9 L  e9 a
30.   *-----------------------------------------------------------------------------
    ! g; k! @6 X2 m. v5 }
31.   *        I2S input clock                        | NA
    * ^$ ?0 ^0 Y: O$ y3 Y0 Q
32.   *-----------------------------------------------------------------------------
    : H7 x, M" R1 w& y% {
33.   *        VDD(V)                                 | 3.3
    
34.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
35.   *        Flash Latency(WS)                      | 3
    ! h3 B6 J& d+ s7 z. Y; m7 W
36.   *-----------------------------------------------------------------------------
    1 {/ G2 G/ R( f( `) {4 L
37.   *        Prefetch Buffer                        | ON
    5 W& g+ H* Z2 {7 L
38.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
39.   *        Instruction cache                      | ON
    * P. W3 W% D' I9 p! @
40.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
41.   *        Data cache                             | ON
    8 l% B, @9 D0 g& d- Q  G2 v0 s
42.   *-----------------------------------------------------------------------------
    
43.   *        Require 48MHz for USB OTG FS,          | Enabled
    
44.   *        SDIO and RNG clock                     |
    ) W+ _$ _4 e2 @; @# c  ?
45.   *-----------------------------------------------------------------------------
    % X' ^; f8 S- B3 B( F. s% b0 J
46.   *=============================================================================
    * x" |, F, _+ B7 [' `/ G
47.   ******************************************************************************

复制代码

在文件开始定义的有系统时钟频率的全局变量SystemCoreClock，其他地方需要时钟频率，可以直接使用该变量。
  z9 L. K7 T3 Q7 a9 q3 n% v

1. uint32_t SystemCoreClock = 120000000;

复制代码

3 e/ M" t$ u- {时钟配置从SystemInit函数执行，调用SystemInit的在汇编文件中startup_stm32f2xx.s（Keil编译环境）。
7 O3 M7 s0 i6 Y6 L5 @, D: \4 F
" A! `" M2 Y3 h8 |$ d

1. IMPORT  __main
   
2.     LDR     R0, =SystemInit
   
3.     BLX     R0
   
4.     LDR     R0, =__main
   
5.     BX      R0
   8 p0 w. U: w( @5 v: V+ E
6.     ENDP

复制代码

' i8 \6 N4 U' D. {在这里说明一下文档版本的问题：

- ^5 \. q( t( T' H+ d) x▲STM32F20X_User_manual的V7版和V8版对比图
) g; ]$ g7 z9 n9 d. }1 H# v6 D
6 c, r0 b4 c7 K# ]; K+ _" E上述两图的区别是系统最大时钟从120MHZ变成了168MHZ，我的理解是同样是STM32F20X，ST由于技术进步或其他，使得新版STM32F207芯片超频支持168MHZ。

" l$ W* i# K2 }* Q5 g下面我们主要分析SystemCoreClock的120M时钟怎么从一个外部25MHZ的HSE得到的。
7 t& C4 Z/ u% ^$ P' J2 a

我们要从25MHZ的外部时钟得到120M的系统时钟，需要上图中标注的重要4点：

! b3 M$ c* V/ R' M; l7 j, U) C1、使能HSE
3 ]8 M* [- Y! \
' Q2 W8 }8 o" M- l( E& g& z0 @2、选择HSE作为主PLL的输入时钟
) Q9 n9 \" R0 E+ ^& b! a
' S9 u- d2 A6 P3、主PLL倍频后得到120MHZ时钟

) p+ y; k$ X9 J2 _5 p# T$ R; V) V$ J4、系统时钟选择主PLL时钟输出作为系统时钟

: m# }1 w8 o( G我们找到对应的代码
- p. f& z& _. ]8 @: b5 j) H
  1、使能HSE
4 Q, G! T: g! n9 ~# r3 J; J

1. /* Enable HSE */
   
2. RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);

复制代码

在RCC_CR寄存器(RCCclock control register RCC时钟控制器)中，有打开HSE的控制位
( W1 n& z; Z2 T6 |8 ]8 c

% L1 T3 c0 v' a4 T* m- b6 S
; l2 J! M. S) d# e$ d: [5 k2、选择HSE作为主PLL的输入时钟

1. /* Configure the main PLL */
   
2. RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) |
   
3.                    (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);

复制代码

RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE就是配置HSE作为主PLL的输入时钟
: ~# f5 N% M# Y( I3 O3 Q9 {/ ]
7 u. k- S+ Y4 E6 u9 l4 r/ l  3、主PLL倍频后得到120MHZ时钟
% }6 k# V( s9 a5 E5 b' g

1. /* Configure the main PLL */
   ! `' K! o7 f1 p3 G) \
2. RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) |
   / X, k/ X# N2 z& R" B" ~
3.                    (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);

复制代码

4、配置主PLL作为系统时钟的输入时钟
) W+ X9 V& b8 f$ v9 E# o% Q

1. /* Select the main PLL as system clock source */
   
2. RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
   
3. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PL

复制代码

. w' \; B& a8 g) g; @对于主PLL的配置寄存器，在RCC_PLLCFGR寄存器中有说明

' T+ \- n+ o: f  [

整理后得知f(out)=f(in)* N / M / P
: e; Z1 E/ ?! ^" Y8 F7 F8 E

1. /* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */
   # |) t) n  C* r- `* I
2. #define PLL_M      25
   ; m( u) l6 B, i- t3 [( D$ H
3. #define PLL_N      240
   , [- q* M$ i: I, m
4. /* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */
   : m! U8 I  X  {8 e
5. #define PLL_P      2

复制代码

5 Z* ?/ s* b! A5 p# M. O: J这样就获得了120M时钟
: D3 t! ~* g) z& a. Q+ V) O
  j" ~: v; O; A6 Z" c注意：
' [7 d+ x4 @5 r, ]2 `5 T+ Z

- |' X+ y  ~5 ~PLL_M大于等于2且小于等于63

# e# n! m  q* |4 }( N% C

PLL_N大于等于64且小于等于432
1 V3 s9 |) T, @5 _, Z  m6 u

: I1 T$ \1 M+ t  V' K  p$ [
$ ?1 f  c; I+ {PLL_P只能是2、4、6、或8
1 @: [* F8 D& r2 s3 \+ V" g
. G) |* q( e" p' P$ T但2对应0，4对应1，6对应2，8对应3。
7 c; [9 G$ ?* U0 n" F" K( N% e
ST并没有使用if或case语句判断，因为对应的数据除以2减去1就是寄存器这两位的值，所以可以按照下面这样写，这种写法值得我们学习。
5 S  k4 |' B# E
(((PLL_P >> 1) -1) << 16)
其他外设的时钟配置时
; u% J7 y( u8 D4 |; P% f1 B

1. /* HCLK = SYSCLK / 1*/
   
2. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
   
3. /* PCLK2 = HCLK / 2*/
   
4. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2;
   . P* P: D+ f/ O9 S. ^' v
5. /* PCLK1 = HCLK / 4*/
   6 d9 K7 s2 l1 |' p
6. RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4;

复制代码

+ T0 Q6 K5 P; d" P03、备 注
时钟中断

* ^) @8 D1 T+ f1 X4 x可以配置外部晶振出错时的中断，还有RCC中断，因此我们可以在外部时钟出问题时，切换为内部时钟，不至于整个系统挂掉。具体见ST给的官方代码。
+ S' J) @- B( }* {- p& N
" K: I  z% i0 P4 X* u$ g 无源晶振不起振
6 Z+ u# n8 w' s; w- v( c! }& P9 R
! U. Z# S; e0 z/ m' h' ?没有程序，无源晶振是不起振的，需要配置RCC时钟控制寄存器的HSEON位打开或关闭HSE振荡器。具体可以看之前的文章《晶振原理解析》。

' u5 i6 i2 e, Y; }1 { 关于APB和PCLK

4 v- I: i2 y' M8 M9 v& w" {. u, QF207是时钟图没有显示PCLK1和PCLK2，应该就是APB1和APB2
( @& S6 h4 m; Y' _; H3 w+ \
应该指的是一个PCLK应该是PeripheralClock的简称，看F105手册
, t1 O/ y) l4 E" q4 F8 I5 I

/ b0 Z: L* L- J% P+ O0 o; k: @* ~
$ X& f9 y( I- K



0 a# f' S6 K3 q% v$ M
/ Z' r7 p/ I4 U" T5 o
6 P0 b9 S0 i6 E: u