1什么是时钟
时钟是单片机运行的基础，时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令。时钟系统就是CPU的脉搏，决定cpu速率，像人的心跳一样 只有有了心跳，人才能做其他的事情，而单片机有了时钟，才能够运行执行指令，才能够做其他的处理 (点灯，串口，ADC)，时钟的重要性不言而喻。

为什么 STM32 要有多个时钟源呢？

) a* i- V. p1 p6 k7 o  uSTM32本身十分复杂，外设非常多  但我们实际使用的时候只会用到有限的几个外设，使用任何外设都需要时钟才能启动，但并不是所有的外设都需要系统时钟那么高的频率，为了兼容不同速度的设备，有些高速，有些低速，如果都用高速时钟，势必造成浪费   并且，同一个电路，时钟越快功耗越快，同时抗电磁干扰能力也就越弱，所以较为复杂的MCU都是采用多时钟源的方法来解决这些问题。所以便有了STM32的时钟系统和时钟树

5 G# P' n  W. B/ x' i, V总括：
( O2 n' N. t" z# |* L% B1.STM32时钟系统主要的目的就是给相对独立的外设模块提供时钟，也是为了降低整个芯片的耗能。
6 i. Z; A3 C' Y2.系统时钟，是处理器运行时间基准（每一条机器指令一个时钟周期）
3.时钟是单片机运行的基础，时钟信号推动单片机内各个部分执行相应的指令。
4.一个单片机内提供多个不同的系统时钟，可以适应更多的应用场合。
5.不同的功能模块会有不同的时钟上限，因此提供不同的时钟，也能在一个单片机内放置更多的功能模块。
, @/ f: J; t, Y对不同模块的时钟增加开启和关闭功能，可以降低单片机的功耗
6.STM32为了低功耗，他将所有的外设时钟都设置为disable(不使能)，用到什么外设，只要打开对应外设的时钟就可以， 其他的没用到的可以还是disable(不使能)，这样耗能就会减少。  这就是为什么不管你配置什么功能都需要先打开对应的时钟的原因

STM32的时钟系统框图

: T" Q: t0 n6 }6 t

乍一看很吓人，但其实很好理解，我们看系统时钟SYSCLK 的左边  系统时钟有很多种选择，而左边的部分就是设置系统时钟使用那个时钟源，   
" |: f! [& b5 z6 ^
& [, l; d$ X, x& B: C& b系统时钟SYSCLK 的右边，则是系统时钟通过AHB预分频器，给相对应的外设设置相对应的时钟频率

从左到右可以简单理解为  各个时钟源--->系统时钟来源的设置--->各个外设时钟的设置
. h1 d% d% I% U# Q1 H% ]3 E
4 m7 B0 ?1 y; W/ y& W% h( S3 J6 R- z时钟系统
" N3 i, o9 g* i$ [" i1各个时钟源    (左边的部分)
STM32 有4个独立时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE。
①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz，精度不高。
②、HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~16MHz。
③、LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz，提供低功耗时钟。　
④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。
7 q& o! d# N! W2 Z9 j  T
其中LSI是作为IWDGCLK(独立看门狗)时钟源和RTC时钟源 而独立使用

- V1 J4 N$ \3 f* H- ~! f而HSI高速内部时钟 HSE高速外部时钟 PLL锁相环时钟  这三个经过分频或者倍频 作为系统时钟来使用
8 O) l- c" O# k) L
3 K/ M0 H* n: G5 t4 P! nPLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。  通过倍频之后作为系统时钟的时钟源
2 M! K/ w  h: C; p  q0 e6 Q! O4 J
$ Q( O( Q2 H; d举个例子：Keil编写程序是默认的时钟为72Mhz，其实是这么来的：外部晶振(HSE)提供的8MHz（与电路板上的晶振的相关）通过PLLXTPRE分频器后，进入PLLSRC选择开关，进而通过PLLMUL锁相环进行倍频（x9）后，为系统提供72MHz的系统时钟（SYSCLK）。之后是AHB预分频器对时钟信号进行分频，然后为低速外设提供时钟。
% P  B2 G, d- g8 J- K. f0 Z
或者内部RC振荡器(HSI) 为8MHz  /2 为4MHz 进入PLLSRC选择开关，通过PLLMUL锁相环进行倍频（x18）后 为72MHz
9 x0 T- j2 V  k3 q; D( t
: n; d- F7 H2 a- H3 J- {PS:  网上有很多人说是5个时钟源，这种说法有点问题，学习之后就会发现PLL并不是自己产生的时钟源，而是通过其他三个时钟源倍频得到的时钟
; H! ]& Y4 l" n3 d9 X6 t$ i. d( ]
2系统时钟SYSCLK
3 [$ f& _2 @0 s. U8 H, z系统时钟SYSCLK可来源于三个时钟源：
' \  z' ?! }1 Q3 L0 g' z①、HSI振荡器时钟
2 Z$ ?- S. e# @4 y0 A- G②、HSE振荡器时钟
9 c9 K8 d& E" W2 Y③、PLL时钟
, U* g9 m* o" t# W最大为72Mhz

4 T9 {; m, g+ j9 H9 E
3 i$ x4 T+ q# t
& O9 d; n. C9 d8 n
" P: K' y3 S* d0 p4 o9 I. c3 l3USB时钟
$ H2 Q2 c( C: `
0 g2 `$ f0 S1 d
$ @; g. l0 a9 a9 {3 L  K) m
STM32中有一个全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取（唯一的），，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用USB模块时，PLL必须使能，并且时钟频率配置为48MHz或72MHz

4把时钟信号输出到外部



* _" O* s- [; YSTM32可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上，可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟。可以把时钟信号输出供外部使用

5系统时钟通过AHB分频器给外设提供时钟(右边的部分)  重点

从左到右可以简单理解为  系统时钟--->AHB分频器--->各个外设分频倍频器 --->   外设时钟的设置
& |/ h5 S, m% r; _
7 h  u+ X; F% l# h右边部分为：系统时钟SYSCLK通过AHB分频器分频后送给各模块使用，AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中AHB分频器输出的时钟送给5大模块使用：

　①内核总线：送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。
: |. a0 e  M8 k- X
0 d7 x3 \' B! R! W8 {& s　②Tick定时器：通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟。
+ ]3 G6 V& y- D9 `7 {
+ L, X7 [: x* u! G  U　③I2S总线：直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK。

5 s+ a: h2 A7 n1 M4 Y1 e. _3 S　④APB1外设：送给APB1分频器。APB1分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供APB1外设使用(PCLK1，最大频率36MHz)，另一路送给通用定时器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器2-7使用。

, M/ G) l7 ~& z) o( h　⑤APB2外设：送给APB2分频器。APB2分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供APB2外设使用(PCLK2，最大频率72MHz)，另一路送给高级定时器。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器1和定时器8使用。
; U  k. C8 j& D% p" c
另外，APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用，分频后送给ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。
" K1 P  V3 J& q$ B
需要注意的是，如果 APB 预分频器分频系数是 1，则定时器时钟频率 (TIMxCLK) 为 PCLKx。否则，定      时器时钟频率将为 APB 域的频率的两倍：TIMxCLK = 2xPCLKx。
  L6 l7 O9 x1 P0 [$ \) E, [' q
APB1和APB2的对应外设
, `# I! t! b) o: U5 D3 u  H) EF1系列
1 t: Q: K4 S/ p2 W$ I
4 q. m, Y, F6 X8 @, Q2 c
4 t$ |) C5 S+ G( _; G
( W! X4 e+ B" g! u6 G2 @! mAPB1上面连接的是低速外设，包括电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、USART2、USART3、UART4、UART5、SPI2、SP3等；

而APB2上面连接的是高速外设，包括UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、ADC3、所有的普通I/O口（PA-PE）、第二功能I/O（AFIO）口等。
9 Y% G7 u' h0 K7 k# e
, j" |. y9 h' i1 y" T* i( J5 `; u" KF4系列
( a  r( k8 H4 N3 }! a
! Z$ ~  E3 k* y; A& q  O
$ F& Q4 E% t# i) d
这个和F1系列类似，我们就举几个特殊的

APB2总线：高级定时器timer1, timer8以及通用定时器timer9, timer10, timer11   UTART1,USART6

APB1总线：通用定时器timer2~timer5，通用定时器timer12~timer14以及基本定时器timer6,timer7  UTART2~UTART5
, d" W" d9 ?' f
8 y, ?7 e% c' Q) Z* l" @& JF4系列的系统时钟频率最高能到168M

具体  可以在 stm32f10x_rcc.h  和stm32f40x_rcc.h   中查看
) k- S- J6 t  b! P9 L" z* X) |: ], |% S
或者通过 STM32参考手册搜索“系统架构”或者“系统结构”  查看外设挂在哪个时钟下，
4 ^1 K. P2 h1 X2 p* h. a0 Y* e
  W% S1 [- ]% i! p0 X: MRCC相关寄存器：
6 S' H5 y1 e; W! u' r- A. m& O! Q2 M这里我们以F1系列为例

0 o. o: }: V2 U9 _

1. RCC 寄存器结构，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x.h”中定义如下：
   
2. 
   - v9 Y* b! V  x' {/ r' x" D
3. 1059行->1081行。：  
   1 M' }! F( q9 D3 p8 n
4. typedef struct  
   3 C' s4 P+ p  Q2 B
5. {  
   , N. w, k5 d- W! s
6. vu32 CR;                  //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能  
   ! H" L9 A* Z0 \7 l9 S8 `/ s' q
7. vu32 CFGR;              //PLL等的时钟源选择以及分频系数设定
   4 u( Q9 U, L5 s! \1 q# i; t
8. vu32 CIR;                // 清除/使能 时钟就绪中断
   1 H: e9 A  l: C
9. vu32 APB2RSTR;      //APB2线上外设复位寄存器
   
10. vu32 APB1RSTR;      //APB1线上外设复位寄存器
    / ~' ]* @. R8 @: u+ H+ f0 `% e
11. vu32 AHBENR;         //DMA，SDIO等时钟使能
    
12. vu32 APB2ENR;       //APB2线上外设时钟使能
      w, n1 _3 Z6 d" O# n2 M
13. vu32 APB1ENR;      //APB1线上外设时钟使能
    
14. vu32 BDCR;           //备份域控制寄存器
    
15. vu32 CSR;            
    
16. } RCC_TypeDef;

复制代码

可以对上上面的时钟框图和RCC寄存器来学习，对STM32的时钟系统有个大概的了解   其实也就是我们上面介绍的流程，理解了自然也就能写出来

4 d) C5 O6 v. _! E$ W6 gRCC初始化：
; ?4 ]$ |- w/ h  B8 S这里我们使用HSE(外部时钟），正常使用的时候也都是使用外部时钟

# {/ O0 s. |- z/ c8 o" J使用HSE时钟，程序设置时钟参数流程：
1、将RCC寄存器重新设置为默认值   RCC_DeInit;
2、打开外部高速时钟晶振HSE       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
3、等待外部高速时钟晶振工作      HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
4、设置AHB时钟         RCC_HCLKConfig;
5、设置高速AHB时钟     RCC_PCLK2Config;
6、设置低速速AHB时钟   RCC_PCLK1Config;
7、设置PLL              RCC_PLLConfig;
- V7 y- o/ q$ U8 d7 W6 o8、打开PLL              RCC_PLLCmd(ENABLE);
5 g4 Z) b6 B+ o+ T% F) l9、等待PLL工作          while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
$ p6 I, `- p6 q: c10、设置系统时钟        RCC_SYSCLKConfig;
11、判断是否PLL是系统时钟     while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
- I9 G6 n) J- y. c12、打开要使用的外设时钟      RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()
( Q4 V3 _7 A. H# B
! X, O% T* s# P: I代码实现：
; A( {, Z5 v" y) O' K对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)  

) D5 C3 r0 ]3 H% L系统时钟72MHz，APH 72MHz，APB2 72MHz，APB1 32MHz，USB 48MHz TIMCLK=72M
- F3 Q% O: X! J
7 v$ f1 Y& k1 a  [$ \( F8 v0 e

1. void RCC_Configuration(void)
   
2. {
   
3.         //----------使用外部RC晶振-----------
   8 [  U. b# F, Y" S: D* G
4.         RCC_DeInit();                        //初始化为缺省值
   - Y$ H7 y: a- n6 [
5.         RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);        //使能外部的高速时钟
   ) c3 v/ s+ a+ B
6.         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);        //等待外部高速时钟使能就绪
   * L9 y0 c1 d+ c; H- Q+ O0 N
7.         
   
8.         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);        //Enable Prefetch Buffer
   8 W/ T, w2 {7 _: V1 `3 Z' `
9.         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);                //Flash 2 wait state
     A) [) L% J8 I# `
10.         
    ' p( ~1 G* Q' P5 y# o2 H
11.         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);                //HCLK = SYSCLK
    
12.         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);                        //PCLK2 =  HCLK
    3 B7 |4 f3 D/ z7 q- ?8 k
13.         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);                        //PCLK1 = HCLK/2
    3 s/ h* v/ F0 j5 l% v
14.         RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);        //PLLCLK = 8MHZ * 9 =72MHZ
    
15.         RCC_PLLCmd(ENABLE);                        //Enable PLLCLK
    8 Z) H9 Q: j* ^, s- |6 g) b
16. 
    3 L, l1 \! E* O6 D: i
17.         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);        //Wait till PLLCLK is ready
    
18.     RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);        //Select PLL as system clock
    - J8 u1 S0 m1 p2 P
19.         while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);                //Wait till PLL is used as system clock source
    
20.         
    ) ]  G) ~. k& U" t$ P, ^( [0 L$ ~
21.         //---------打开相应外设时钟--------------------
    
22.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);        //使能APB2外设的GPIOA的时钟                 
    . F6 [3 g9 j2 c) N2 m' {- `/ a
23. }

复制代码

, B8 {" M, T2 O( [* K
, z( I5 H# Z3 D* ~# ?也就是我们时钟树框图从左到右的配置，

时钟监视系统（CSS）
" v: B9 h% C  M& d8 i4 A' p
4 Q" P- M: e9 a3 K! f

STM32还提供了一个时钟监视系统（CSS），用于监视高速外部时钟（HSE）的工作状态。倘若HSE失效，会自动切换（高速内部时钟）HSI作为系统时钟的输入，保证系统的正常运行。


: b$ _  N# P+ z# O6 z