STM32MP1 M4裸机CubeIDE开发指南

[复制链接]

STMCU小助手发布时间：2022-9-21 16:06

文章
文章封面:
文章简介:	STM32MP1 M4裸机CubeIDE开发指南

第九章 STM32MP1时钟系统
如果让你用一句话来形容时钟，你会怎么说？
A同学说：“时钟是单片机的心脏”；
B同学说：“军训方队训练时的121”；
C同学说：“时钟是单片机的能量”；
D同学说：“早上的闹铃”；
…
可见，时钟是多么的重要。
本章节我们来了解STM32MP1的时钟系统，并分析HAL库中和时钟相关的API函数，然后通过STM32CubeMX插件生成时钟初始化代码，通过分析工程代码去学习STM32MP1的系统时钟初始化步骤。
本章将分为如下几个小节：
9.1、认识时钟树；
9.2、RCC寄存器介绍；
9.3、时钟相关API函数；
9.4、配置系统时钟实验；
9.5、实验代码分析；

9.1 认识时钟树
时钟是单片机运行的基础，相当于心跳，没有时钟，单片机就无法工作。为什么这么说呢？我们知道，寄存器是CPU内部的元件，由锁存器或触发器构成，触发器的置1、清0和置数的功能是靠其外部提供的时钟脉冲来产生跳变的，如果没有这个脉冲信号，电路就没有数字跳变，也就没有时序，单片机也就没有工作。时钟就像是人的心脏，这个恰当的比喻把时钟的重要性概括的淋漓尽致。
听说过时钟，但时钟树又是啥？前面我们说单片机的运行需要时钟脉冲来驱动，这个脉冲由源始晶体振荡器提供时钟输入，经过各级电路的处理，最终传输给各个设备，设备获得一定时钟频率以后开始工作。时钟的这种传输过程就好比一棵大树的养分供给给其它分支，树上的主干和树枝就好比时钟的总线，树叶就像是外设，时钟就是通过总线传输给设备的。
9.1.1时钟源
51单片机的一个系统时钟就可以解决一切，但STM32不一样，STM32有5个输入时钟源（Input Clock）可以用，分为2个外部时钟和3个内部时钟。
下面我们看看这几种时钟源。
（1）2个外部时钟源：
高速外部振荡器 (HSE)
可通过外接有源或者无源晶振驱动，支持 4 MHz 到 48 MHz 频率范围内的晶振。如果要使用外部晶振，在STM32CubeIDE上配置的时候，请根据板子上外部焊接的晶振频率来配置，正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了24MHz有源晶振。
低速外部振荡器 (LSE)
可通过外接晶振驱动，固件库中默认配置32.768 kHz（见7.4.1小节）。正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了32.768KHz无源晶振，主要用于驱动RTC 实时时钟和唤醒功能。
（2）3个内部时钟源：
高速内部振荡器 (HSI)
频率约为8、16、32、64 MHz，在固件库中默认配置为64 MHz。HSI比HSE具有更快的启动时间，大约几微秒。
低速内部振荡器 (LSI)
频率约为32 kHz，实际值可能会因为电压和温度而变化。主要用于看门狗。
低功耗内部振荡器 (CSI)
频率约是为4MHz，主要用于低功耗。
以上2个外部时钟源都是由芯片外部晶振产生时钟频率，其精度较高，而内部的时钟源可能因为受到温度的变化，频率发生变化，也就是存在“温飘”的情况，即使经过校准以后，精度也比外部晶振低，对于日常普通的短时间计时，使用内部时钟相差不大，对于较长时间计时就不建议使用内部时钟了。使用内部时钟可以降低成本，例如在一些白色家电中，一些家电产品为了降低成本，把电路板上外接的晶振去掉，程序改用内部时钟来工作。
大家可能会问，为什么STM32 要有多个时钟源呢？
我们知道，在同一个电路中，外设开的越多以及频率越高，功耗就越大，同时抗电磁干扰能力也会越弱。在实际的使用中我们并不是所有外设都会用到，有时候只是用到其中的某几个功能，如果打开用不到的外设，功耗会变大，而对于用到的外设，有的外设可能用不到系统时钟那么高的频率，例如看门狗或者RTC只需要几十KHz的时钟就可以工作了。ST在设计芯片的时候也是考虑到了这一点，对复杂的MCU采用多时钟源的方法来解决，并用时钟树来管理，将所有的外设时钟都关掉，用到什么外设，就使能对应的外设时钟即可。下面，我们来看看STM32MP1的时钟树。
9.1.2时钟树

图9.1.2. 1时钟树框图
注：
①图中的表示动态时钟选择器，图中的D符号表示动态选择开关，即时钟选择器允许即时重新配置选择输入的时钟源，两个输入之间的过渡无干扰。仅当目标时钟源准备就绪（启动延迟或PLL锁定后时钟稳定）时，才从一个时钟源切换到另一时钟源。如果选择了尚未准备好的时钟源，则在时钟源准备就绪时进行切换。
②图中的部分时钟命名：

表9.1.2. 1时钟命名

外部时钟输入
图中①处是外部时钟输入引脚，当使用HSE时，HSE在OSC_IN引脚接收外部时钟源，当使用LSE时，LSE在OSC32_IN引脚接收外部时钟源。

表9.1.2. 2外部时钟输入引脚
2. MCO时钟输出
②处是MCO微控制器时钟输出（microcontroller clock output）部分。
MCO1和MCO2是时钟输出，通过芯片引脚可以给外部的芯片提供时钟，可以节省晶振，节约成本。MCO1和MCO2时钟输出通过配置RCC_MCO1CFGR寄存器来实现，具体配置可以参考手册详细说明。
时钟输出 Pin name

表9.1.2. 3 MCO时钟输出引脚
MCO1SEL和MCO2SEL是时钟源选择器，分别选择MCO1和MCO2的时钟来源；
MCO1DIV和MCO2DIV是时钟分频器（也叫预分频器），取值范围是1~16；
MCO1时钟源来自hse_ck、lse_ck、his_ck、lsi_ck和csi_ck，用于输出HSI，HSE，CSI，LSI或LSE时钟。
MCO2时钟源来自mpuss_ck、axiss_ck、mcuss_ck、pll4_p_ck、hse_ck和hsi_ck，用于输出MPUSS、AXISS、MCUSS、PLL4（PLL4_P）、HSE或HSI时钟。

3. 锁相环PLL
③处是和锁相环有关部分。
PLL(Phase Locked Loop) 锁相环路，其作用是使外部的输入信号与内部的振荡信号的相位同步，在STM32中主要用于分频和倍频。STM32MP1有4个锁相环，分别为PLL1、PLL2、PLL3和PLL4：
PLL1，用于向MPU子系统提供时钟；
PLL2，用于向AXI子系统、DDR和GPU提供时钟；
PLL3，用于向MCU子系统提供时钟并为外设生成内核时钟；
PLL4，用于生成外设的内核时钟。
④是PLL时钟源选择器。
锁相环输入时钟源有三个：his_ck、hse_ck 和csi_ck，分别对应HSI、HSE和CSI的时钟。我们可以配置某个锁相环选择对应的时钟源。
⑤是PLL时钟源分频器
DIVM1、DIVM2和DIVM3和DIVM4分别是PLL1、PLL2、PLL3和PLL4的分频器，取值范围都是1~64，表示将输入时钟源进行分频。
⑥是锁相环
其中PLL1是一个输入一个输出，PLL2、PLL3和PLL4是一个输入三个输出。
我们以PLL3为例子分析一下锁相环的内部结构：
VCO表示输出频率；
DIVN表示VCO的倍数；
DIVP、DIVQ和DIVR表示预分频器；
SSCG扩频时钟发生器，可以减少EMI峰值的数量，一般不用设置；
FRACV是分数倍频系数，它和DIVN一起组成PLL的倍频系数，当FRACV等于0的时候表示在整数模式下，大于0的时候表示在小数（或者说分数）模式下。
PLL输出的频率有两种计算方法，我们以PLL3输出pll3_p_ck为例，其它锁相环的输出计算方法类似，时钟源默认使用HSI，即64MHz。
在整数模式下使用PLL：

在小数模式下使用PLL：
注：
手册中公式的(DIVN + 1)其实就相当于我们上面公式中的DIVN，因为STM32CubeMX插件中是这样计算的，我们的公式中就跟STM32CubeMX插件的计算方式一致。

图9.1.2. 2参考手册上的公式
例如，在整数模式下（FRACV为0），当设置分频器DIVM3为4，DIVN为26，预分频器DIVP为2时，计算出pll3_p_ck为208MHz。如果再设置FRACV的值为10，根据上述计算出pll3_p_ck约为208.009766MHz。在STM32CubeMX插件上，我们手动配置这几个参数，结果和我们计算的结果一致，如下图所示：

图9.1.2. 3 整数模式

图9.1.2. 4分数模式
4. 子系统时钟
⑦处是子系统时钟，RCC处理三个子系统时钟：mpuss_ck、axiss_ck和mcuss_ck。其中mpuss_ck给MPU提供时钟，axiss_ck给AXI互联矩阵提供时钟，mcuss_ck给MCU提供时钟。上电复位后，所有的PLL和CSI以及HSE关闭，默认将HSI选择为整个系统的主时钟，因此，子系统时钟默认来自HSI。当系统运行时，用户可以选择子系统的时钟源。
我们来查看子系统部分的详细框图：

图9.1.2. 5子系统框图
mpuss_ck的频率最大可以是650MHz或者800MHz，这个根据所用的器件型号决定，STM32MP157A的MOU主频为650MHz，STM32MP157D的MPU主频为800MHz。 axiss_ck时钟最大是266 MHz，其经过AXIDIV分频器分频后分流为几路，给总线提供时钟。mcuss_ck时钟最大为209 MHz，经过MCUDIV分频器分频以后也是分成了几路。
pclk4和pclk5最大为133 MHz，pclk1、pclk2、pclk3最大为104.5 MHz。
子系统时钟汇总如下表格所示：

表9.1.2. 4子系统时钟信息表
5. CPU、AXI总线矩阵和外设时钟
在STM32CubeMX插件上，我们可以看更具体的时钟树框图，如下图：
A处是时钟源，可选外部时钟或者内部时钟，要用外部时钟的话，必选先使能外部时钟；
B处是锁相环PLL；
C处是内部时钟输出MCO1和MCO2；
黄色区域是子系统时钟；
紫色区域是专门给CA7外设提供时钟的总线时钟，分别是AXI、AHB5、AHB6、APB4、APB5，；
蓝色区域是给MPU和MCU提供时钟，其中，MPU时钟最大是650或800MHz，MCU时钟最大是209MHz，MCU有一个内核外设Systick，频率最大也是209MHz；
绿色区域中AHB1-4、APB1-3 是提供给 CM4 外设使用的；
红色区域是内核外设时钟具体配置部分，默认没有使能，是灰色，只要在 STM32CubeMX 使能了对应的外设，对应外设的时钟就会由灰色变成蓝色。
注：
RCC为整个电路提供时钟，为了避免造成误解，和参考手册一致，使用以下术语：
•外设时钟：
外设时钟是RCC提供给外设的时钟，可以为外围设备提供两种时钟：
–总线接口时钟
–内核时钟
这里的外设有分普通的外设和内核外设。外设将从RCC接收一个或多个总线接口时钟，该时钟通常是AHB，APB或AXI总线接口时钟，具体取决于外围设备连接的总线。
某些外设仅需要总线接口时钟（例如GPIOx、ETZPC、EXTI 、IPCC 、WWDG1、DMAx …）。
一些外设可能还需要专用时钟来处理接口功能，该时钟称为内核时钟。例如，诸如SAI、ETH、FMC、GPU等这些的外设需要生成特定且准确的主时钟频率，这需要专用的内核时钟频率。
•CPU时钟
CPU时钟是提供给CPU的时钟mpuss_ck。MCU时钟是mpuss_ck。
•总线矩阵时钟
总线矩阵时钟是提供给不同桥（APB，AHB或AXI）的时钟。
图中，表示APB总线的分频器，里边的数值表示分频因子。表示是时钟源选择器。
STM32CubeMX插件上的时钟树比较形象，很好理解，图中的一些符号可能和我们参考手册上看到的不一样，不过根据字面上的意思可以知道大概对应了哪些设备。我们可以通过STM32CubeMX插件来配置时钟，然后自动生成时钟的初始化代码。

图9.1.2. 6 STM32CubeMX时钟树
对于内核外设时钟，我们以SPI为例子来说明一下：

图9.1.2. 7 SPI时钟框图
PKCS (Peripheral Kernel Clock Selection)是外设内核时钟选择单元，用于选择某个外设的内核时钟来源。PCKE(Peripheral ClocKs Enable)是外设时钟使能单元，用于是否启用时钟输出到外设中。
如上图，SPI6的内核时钟源来自于APB5总线（pclk5）、PLL（PLL3和PLL4）、HSI、CSI和HSE中的某一个，具体是哪一个由PKCS决定。其中，HSI和CSI用于低功耗中，PLL4在需要时具有更高的灵活性，例如，它允许通过PLL3更改MCU总线的频率，而不会影响某些串行接口的速度。
SPI6的PCKE有两个时钟部分，一个是来自于APB5总线接口的spi_pclk，一个是来自于内核时钟spi_ker_ck。PCKE决定是否启用SPI6的时钟，其它内核外设也是通过PCKE来开启的。由此可见，各个外设时钟基本都是可控的，不用的外设，就关闭对应的时钟，用到的外设，就根据分频器来配置，选择一个适合频率的时钟源，然后再开启外设时钟，这样的设计大大降低了功耗。
根据STM32CubeMX插件上的时钟树，ST给出了一张总线框图，如下图，从图中可以看出哪些外设挂在哪根总线上，以及总线的最大时钟频率是多少等信息。
下图中，AXI互联矩阵主要用于Cortex-A7 CPU子系统和高带宽的设备（USBH、ETH、SDMMC1/2、MDMA、GPU和 LTDC等）。MLAHB高性能总线主要用于Cortex-M4子系统和相关的设备（GPIO、ADC、SRAM、OTG、DMA1/2和SDMMC3等）。APB低速总线主要用于低带宽的周边外设（如UART、USB、SPI、I2C等）之间的连接，也称之为外围总线。

图9.1.2. 8 STM32MP157A/D系统总架构图
6. 时钟安全系统（CSS）
如果启用外部时钟HSE和LSE的话，硬件将启用HSE或者LSE上的CSS。我们在上面的框图以及STM32CubeMX插件上的时钟树均可以看到CSS模块。如下图，右边的是框图中的部分截图，右边的是STM32CubeMX插件上具体的截图。图中配置HSE为PLL3的时钟来源，在并将pll3_p_ck（PLL3P）作为MCU子系统的时钟源，可以看到Enable CSS模块自动变为深蓝色，表示使能了CSS。而没有使用的LSE，对应的Enable CSS模块颜色为灰色。

图9.1.2. 9外部时钟CSS
RCC具有时钟安全系统（CSS），允许应用程序检测外部时钟（HSE、LSE）是否由于意外原因而停止翻转。
如果使用的是HSE，在检测到故障的情况下，CSS将生成系统重置，并保护BKPSRAM的敏感数据。时钟安全系统可以由应用软件通过HSECSSON位激活，（但无法通过软件清除HSECSSON位），即使将HSEON设置为0，也可以激活HSECSSON位。当启用并准备好HSE并且HSECSSON设置为“ 1”时，硬件将启用HSE上的CSS。当禁用HSE时， HSE上的CSS会被禁用。
如果使用的是LSE，如果检测到故障，CSS将生成故障事件，禁用提供给RTC的时钟并保护BKPSRAM的敏感数据。也可以通过应用程序将RCC_BDCR寄存器的LSECSSON位置1来激活LSE上的时钟安全系统（CSS），但必须按照以下顺序在LSE上激活CSS：
①将LSEON设置为’1’，并等待LSERDY =‘1’；
②通过RTCSRC字段选择LSE时钟；
③设置LSECSSON 到“ 1”。
关于CSS，我们这里不做深入研究，感兴趣的可以查阅参考手册以及ST官网相关介绍。
9.2 RCC寄存器介绍
下面我们来看看RCC相关的寄存器。RCC寄存器分为RCC TrustZone相关寄存器，RCC振荡器时钟相关寄存器，HSI、CSI、MCO1和MCO2、AXI、AHB、APB、PLL、MPU和MCU相关寄存器，还有外设的内核时钟选择寄存器。这么多寄存器，我们要配置哪个寄存器就查看对应寄存器即可，这里就不一一介绍所有的寄存器了。而且HAL库已经将这些寄存器封装好了，调用HAL库即可控制这些寄存器。
9.2.1 寄存器分类介绍

RCC振荡器时钟相关寄存器
RCC振荡器时钟寄存器有RCC_OCENSETR、RCC_OCENCLRR、RCC_OCRDYR。
（1）RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）

图9.2.1.1 RCC_OCENSETR寄存器
RCC_OCENSETR时钟用于使能（HSE、HSI、CSI）时钟，向该寄存器写入0无效，将对应的位置1则开启对应的时钟。如果TZEN = MCKPROT =‘1’，则只能在安全模式下修改此寄存器。在时钟恢复序列期间，不允许对该寄存器进行写访问。
该寄存器配置也比较简单，以HSE为例，如要开启HSE，则先将第8位HSEON置1来开启HSE时钟，再根据是否使用旁路模式来配置第10位HSEBYP，如果使用安全模式，则配置HSECSSON。
（2）RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）

图9.2.1.2 RCC_OCENCLRR寄存器
该寄存器用于清除寄存器对应的位，对位写0无效操作，写1表示清除设置的位，也就是关闭对应的时钟。如果TZEN = 1，则只能在安全模式下修改此寄存器。在时钟恢复序列期间，不允许对该寄存器进行写访问。
例如，要关闭HSE，则将HSEON位写1即可。其它寄存器操作也类似。
（3）RCC振荡器时钟就绪寄存器（RCC_OCRDYR）

图9.2.1.3 RCC_OCRDYR寄存器
该寄存器是一个只读访问寄存器，它包含振荡器的状态标志，写该寄存器的话是没有效果的。如果读取某位为0的话，表示该时钟未准备就绪，如果读取某位为1的话，表示该时钟已经准备就绪。例如，如果读取HSERDY为0，表示HSE时钟未准备就绪，如果为1，表示HSE时钟已经准备就绪。
2. MCO1和MCO2配置寄存器
MCO1和MO2用于配置MCO1和MCO2输出，两个寄存器的配置类似，我们以MCO1为例：

图9.2.1.4 RCC_MCO1CFGR寄存器
MCO1SEL[2:0]:为MCO1时钟输出选择位，由软件设置和清除。时钟源选择可能会在MCO1上产生毛刺，所以建议仅在复位后配置这些位，然后再使能外部振荡器和PLL。将该位：
0x0:选择HSI时钟（hsi_ck）作为输出；
0x1：选择HSE时钟（hse_ck）作为输出；
0x2：选择CSI时钟（csi_ck）作为输出；
0x3：选择LSI时钟（lsi_ck）作为输出；
0x4：选择LSE时钟（lse_ck）作为输出；
MCO1DIV[3:0]位用于配置MCO1的预分频器，对该位配置：
0x0：旁路模式；
0x1：分频值为2；
0x2：分频值为3；
…
0xF：分频值为16.
MCO1ON位用于控制MCO1输出，将该位写0则关闭MCO1输出，写1则开启MCO1输出。
3. MPU和MCU时钟源选择寄存器
STM32MP157有两个A7内核和一个M4内核，RCC_MPCKSELR和RCC_MSSCKSELR分别用于选择MPU和MCU的时钟源。我们以MCU为例：
（1）RCC MCU子系统时钟选择寄存器（RCC_MSSCKSELR）

图9.2.1.5 RCC_MSSCKSELR寄存器
MCUSSRC[1:0]位用于选择MCU子系统的时钟（MCUSS）来源，通过配置该位可以选择MCUSS可以来自：
0x0: 配置MCUSS时钟源来自HSI时钟(hsi_ck)；
0x1: 配置MCUSS时钟源来自HSE (hse_ck)；
0x2：配置MCUSS时钟源来自CSI (csi_ck)；
0x3：配置MCUSS时钟来自PLL3 (pll3_p_ck)
MCUSSRCRDY属于只读位，读取该位为1，表示MCUSS已经准备好，可以切换到MCUSSRC配置的时钟；读取该位为0表示MCUSS未准备好。

通过软件置1和清除，以配置MCO1的预分频器。修改该预分频器可能会在MCO1上产生毛刺。强烈建议仅在复位后才更改该预分频器，然后再使能外部振荡器和PLL。

有关详细信息，请参见第10.4.4节：时钟输出生成（MCO1和MCO2）。
（2）RCC MCU时钟分频器寄存器（RCC_MCUDIVR）

图9.2.1.6 RCC_MCUDIVR寄存器
MCUDIV[3:0]用于配置MCU时钟的分频值，配置该位：
0x0：MCU子系统时钟（也可以写为MCUSS或者mcuss_ck）不分频；
0x1：2分频；
0x2：4分频；
0x3：8分频；
…
0x8：256分频。
其它配置：512分频
MCUDIVRDY属于只读位，用于指示是否考虑了新的分频系数，该位：
0：尚未考虑新的除法系数；
1：考虑新的除法系数。（重置后的默认值）
4. HSI/CSI时钟配置寄存器
HSI和CSI时钟配置寄存器由RCC_HSICFGR和RCC_CSICFGR来控制，用于配置HSI和CSI的时钟源选择和分频器分频值等。
（1）RCC HSI配置寄存器（RCC_HSICFGR）

图9.2.1.7 RCC_HSICFGR寄存器
HSIDIV[1:0]用于配置HSI的时钟分频值：
0x0：配置HSI为1分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 64 MHz；
0x1：配置HSI为2分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 32 MHz；
0x2：配置HSI为4分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 16 MHz；
0x3：配置HSI为8分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 8 MHz；
HSICAL[11:0]和HSITRIM[6:0]:用于配置时钟校准调整值，这两位我们可以不用管。
5. AXI/PLL1/PLL2/PLL3/PLL4时钟选择
AXI/PLL1/PLL2/PLL3/PLL4都有对应的时钟选择寄存器，用于选择其时钟源。
AXI子系统的时钟可以选择HSI、HSE、PLL2；
PLL1和PLL2时钟可以来自HSI、HSE；
PLL3时钟可以来自HSI、HSE、CSI；
PLL4时钟可以来自HSI、HSE、CSI和I2S_CKIN。
以上相关时钟源选择配置寄存器的配置也比较简单，我们就不一一举例子了，如需要，大家按照要求来配置即可。
5. APB、AXI分频寄存器
APB1APB5以及AXI都有时钟分频器，可以设置时钟分频值。AXI时钟分频器可以配置分频值为1、2、3和4。APB1APB5分频器的分频值可以配置为2、4、8和16。相关寄存器的配置也比较简单，我们这里就不一一介绍了。
6. PLL控制和配置寄存器
PLL1~PLL4有专门的控制寄存器和配置寄存器，我们这里以PLL1为例进行介绍。
（1）RCC PLL1控制寄存器（RCC_PLL1CR）

图9.2.1.8 RCC_PLL1CR寄存器
PLLON位用于使能PLL1，将该位置1表示使能PLL1，复位表示将PLL1关闭；
PLL1RDY表示PLL1时钟就绪标志位，属于只读位。该位为1表示PLL1处于锁的状态，为0表示PLL1处于未锁的状态；
DIVPEN表示PLL1 DIVP分频器输出使能位，通过软件置1和复位，以使能PLL1的pll1_p_ck输出。该位为0，表示pll1_p_ck输出被禁用，为1，表示pll1_p_ck输出启用。为了节省功耗，当不需要pll1_p_ck时，必须将DIVPEN和DIVP设置为’0’。
DIVQEN是PLL1 DIVQ分频器输出使能位，该位为0，表示pll1_q_ck输出被禁用；该位为1，表示设置pll1_q_ck输出已启用。
DIVREN表示PLL1 DIVR分频器输出使能位，该位为0，表示pll1_r_ck输出被禁用；该位为1，表示设置pll1_r_ck输出启用。
（2）PLL1配置寄存器（RCC_PLL1CFGR1和RCC_PLL1CFGR2）
PLL1配置寄存器有2个，其它PLL配置寄存器也是有2个。PLL1配置寄存器1（RCC_PLL1CFGR1）如下：

图9.2.1.9 RCC_PLL1CFGR1寄存器
DIVN[8:0]位用于配置PLL1 VCO的倍数，将该位配置为：
0x18：分频比为25；
0x19:分频比为 26；
…
0x31: 分频比为50 (default after reset)；
…
0x63: 分频比为100。
PLL1配置寄存器1（RCC_PLL1CFGR2）如下：

图9.2.1.10 RCC_PLL1CFGR2寄存器
DIVP[6:0]位、DIVQ[6:0]位和DIVR[6:0]位分别用于配置PLL1 DIVP、PLL1 DIVQ和PLL1 DIVR的分频系数，要配置为什么样的分频值，根据手册来配置即可。
7. PLL小数寄存器
我们前面也说过，锁相环PLL的 FRACV是分数倍频系数，它和DIVN一起组成PLL的倍频系数，当FRACV等于0的时候表示在整数模式下，大于0的时候表示在小数（或者说分数）模式下。每个PLL都有其配置小数寄存器。我们以PLL1为例子。RCC PLL1小数寄存器（RCC_PLL1FRACR）如下：

图9.2.1.11 RCC_PLL1FRACR寄存器
FRACLE是PLL1分数使能位，该位必须先设置为0然后设置为1，这样，通过从0到“1”的转换将FRACV的内容传输到调制器中。
FRACV[12:0]是PLL1的乘法因子的小数部分。FRACV可介于0和213-1之间。
9.2.2 外设时钟使能和关闭
我们要注意，STM32MP1外设的时钟在上电复位以后默认处于关闭状态，即这些外设都不可用，这么做的目的就是为了降低功耗，如果我们要使用某个外设，必须要先打开外设的时钟才可以对外设进行操作。
在RCC外设相关寄存器中，我们会看到有两种寄存器，一个是以“SETR”结尾的寄存器，一个是以“CLRR”结尾的寄存器，前者是使能寄存器，后者是关闭寄存器。
例如，APB1总线挂载的设备有窗口看门狗（WWDG）、I2C1~ I2C3、USART2、UART8和TIM2~TIM7等等外设，如果要使用WWDG，就必须先开启WWDG的时钟。对于MCU，APB1外设的时钟由RCC_MC_APB1ENSETR寄存器来开启，其第28位是WWDG时钟使能位，对该位：
写’0’表示无效操作，读取该位，读到’0’则表示该外设时钟已经被关闭；
写’1’表示开启外设时钟，读取该位，读取到’1’意味着外设时钟已经开启了。

图9.2.2.1 MC_APB1ENSETR寄存器
另外一个寄存器RCC_MP_APB1ENCLRR用于关闭APB1外设的时钟，我们看看此寄存器：

图9.2.2.2 MP_APB1ENCLRR寄存器
可以发现，并没有看到控制WWDG的时钟位，第28位是保留的，而其它外设，例如I2C1~ I2C3、USART2、UART8等对应的位有看到，对这些位：
写’0’表示无效操作，读取到’0’表示已经关闭外设的时钟了；
写’1’表示关闭外设时钟，读取到’1’表示已经开启外设时钟了；
为什么窗口看门狗（WWDG）在RCC_MC_APB1ENCLRR寄存器中没有对应的时钟操作位呢？因为WWDG这个外设比较特殊，只要开启窗口看门狗以后就不能将其关闭了，必须等到系统重置以后才可以禁用窗口看门狗，而其它外设就不一样了，其它外设可以通过对时钟操作位写1来将其时钟关闭。
在HAL库的stm32mp1xx_hal_rcc.h头文件中有所有外设时钟开启或者关闭宏定义：

图9.2.2.3 外设时钟使能/禁用宏定义
例如，WWDG部分：
1 #define __HAL_RCC_WWDG1_CLK_ENABLE() (RCC->MC_APB1ENSETR = \ RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN)
2 #define __HAL_RCC_WWDG1_CLK_DISABLE() (RCC->MC_APB1ENCLRR = \ RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN)
RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN和RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN在stm32mp157axx_cm4.h头文件中有定义：
#define RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN B(28)
#define RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN B(28)
B(28)则表示将第28位置1，所以(RCC->MC_APB1ENSETR = RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN)就表示将RCC_MC_APB1ENSETR寄存器的第28位写1，也就是开启WWDG这个外设的时钟。在代码中，要开启WWDG的时钟的话，直接调用__HAL_RCC_WWDG1_CLK_ENABLE()这个宏就可以实现，其它的所有外设的时钟开启都可以类推。
同理，(RCC->MC_APB1ENCLRR = RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN)表示关闭WWDG的时钟，不过因为WWDG特殊，系统运行的时候是不能将WWDG时钟关闭的，所以寄存器RCC_MC_APB1ENCLRR并没有针对WWDG的操作位，所以调用__HAL_RCC_WWDG1_CLK_DISABLE()这个宏是没什么实际意义的，不过对于其它一般的外设，例如I2C3、USART2、UART8等，调用对应的宏就可以将外设时钟关闭了。
又例如GPIOA~GPIOK是挂在AHB4总线上的，在HAL库的stm32mp1xx_hal_rcc.h头文件中同样有GPIO时钟开启和关闭宏定义，操作方法也和上面的外设类似。

图9.2.2.4 外设时钟使能/禁用宏定义
事实上，用STM32CubeMX插件生成的初始化代码中，也就是通过调用这些宏来开启外设时钟的。
9.3 时钟相关API函数
头文件：stm32mp1xx_hal_rcc.h。
stm32mp1xx_hal_rcc.c是RCC相关的HAL模块驱动程序文件，主要管理复位、初始化、取消初始化和外设时钟控制的功能。
复位后，设备从内部高速时钟（HSI 64MHz）运行，并且所有外设均关闭，但内部SRAM1，SRAM2，SRAM3和PWR除外。高速（AHB）和低速（APB）总线上没有预分频，这些总线上映射的所有外设均以HSI速度运行。
设备复位后，如果用户需要更高的频率/性能，需要进行如下操作：
①选择用于驱动MPU、AXI和MCU子系统的时钟源；
②配置AHB和APB总线分频器；
③对于那些不是从总线获得时钟的内核外设需要配置内核时钟源；
④启用要使用的外设的时钟。
不管使用哪个时钟源，都是通过软件对相关寄存器的操作来实现的，我们直接通过HAL库的API函数来实现控制寄存器操作，下面，我们来分析一下stm32mp1xx_hal_rcc.c文件中的API函数。
9.3.1 函数HAL_RCC_DeInit
●函数功能：主要就是将RCC时钟配置为默认重置状态，主要做了以下操作：
①将HSION位置1，将HSI用作系统时钟源；
②将MCO1、MCO2HSE、PLL1、PLL2、PLL3和PLL4关闭；
③AHB，APB总线预分频器设置为1；
④禁止所有中断（从CSTOP中断允许唤醒除外）。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
●注意：此功能不会修改外设、LSI、 LSE 和 RTC时钟，不会更改HSECSS（HSE时钟安全系统HSE Clock security system）和LSECSS（LSE Clock security system）。
函数HAL_RCC_DeInit的部分代码如下，因为代码很多，我们省略掉了部分代码。

1 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_DeInit(void)7 L" N/ j( S# v+ L8 I" u5 \
2 {
6 C3 s* I. Y5 Z* }: A6 y
3 uint32_t tickstart;1 Q% j% R. ]0 |" a
4 1 b' N( P% F) I( U
5 /* 将HSION位置1，使能HSI振荡器 */. M1 _) L# a, F. I, I7 t
6 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSION);; C5 U( X* G. D
7
: X! \- Z3 f6 M& p2 {
8 /* 获取全局变量uwTick当前计算值 */% p3 W6 K! F* e& n) J% b8 S5 u
9 tickstart = HAL_GetTick();0 }* W# k0 X T+ w/ ?. n
10
3 _& V/ z& Y0 y) [( [
11 /* 等待HSI准备就绪 */
# ^6 |7 {8 d; k; ^! d ]6 n2 W
12 while ((RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIRDY) == 0U)) X, J) F/ K/ m$ }6 i
13 {7 c: d8 R7 _1 n V2 q1 C% l
14 if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSI_TIMEOUT_VALUE)
9 S' a! N, {3 h4 B& k3 X
15 {
" F! Z: n2 E+ t' i5 R
16 return HAL_TIMEOUT;
7 I; Q. w# i# Q
17 }/ Q1 B. I m0 U2 I S
18 }) V+ Y# m, R6 l( s
19 / p/ a4 ^3 p, l, K( G0 t, i: A, r; e
20 /*
4 V7 v z" Z& W3 m8 z3 N5 W0 t: }2 E
21 *省略掉代码......7 D' s8 `! s& o
22 *关闭MCO1、MCO2HSE、PLL1、PLL2、PLL3和PLL4% L, s& ]+ T8 W+ G! z
23 */6 Q0 ^3 W& O, J8 t6 V( q3 x( J: C
24
6 Y. ?, e. n) o, a6 W1 w1 Q
25 /* 等待HSIDIV分频器就绪*/
/ A' Q* D. Q% R+ h
26 while ((RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIDIVRDY) == 0U), G+ y' N; ~ H) `9 J
27 {
' w( v5 _" s( Z8 j, a9 q6 }# b2 `2 G1 S
28 if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSI_TIMEOUT_VALUE)
& q x* ]0 U4 n' Y3 P
29 {1 }3 A: Q) z7 n/ G6 K
30 return HAL_TIMEOUT;
' M; K4 E! J4 b- L2 X; i% K& `
31 }
/ N% X0 b: ?' T3 K
32 }2 {7 Z( i; K* l U$ p. e
33 /******省略掉代码******/
, v. a* N" F s% H$ Y
34 /* 更新SystemCoreClock全局变量 */
. X6 N' J8 W6 G4 D/ \0 A
35 SystemCoreClock = HSI_VALUE;
& n3 Q* L4 d- v
36
6 Y9 i) z. B. p P' e3 c" W
37 /* 调整Systick中断时间 */
- ~' x9 i- ?) D: Y% b
38 if (HAL_InitTick(uwTickPrio) != HAL_OK)) Z: `! B1 g! W+ G8 \! p; S; }$ [
39 {
; ]1 M( |5 q- {9 X
40 return HAL_ERROR;
; @# Z8 v; N6 g$ @9 I5 T6 W
41 }! S) u) C0 J/ ^- S
42
$ S( _0 d9 Y% x% b; K2 Q
43 return HAL_OK;
- r+ S9 U8 w3 x! E9 Y) E' @
44 }

复制代码

我们简单分析这部分代码：
第6行，通过SET_BIT置位操作，将RCC_OCENSETR寄存器的HSEON位置1，表示使能HSI振荡器。
第9到，先获取全局变量uwTick当前计算值。
第12行，等待HSI是否已经就绪。

注：RCC_OCRDYR是振荡器时钟就绪寄存器
①第0位HSIRDY是HSI时钟就绪标志，由硬件置1，以指示HSI振荡器稳定，如果此位为0，表示HSI时钟未准备好，如果此位为1，表示HSI时钟已准备好。
②第2位HSIDIVRDY是分频器就绪标志位，由硬件置位和复位。如果此位为0，表示新的分频比尚未传播到hsi_ck（hsi_ker_ck）（复位后默认），如果此位为1，表示hsi_ck（hsi_ker_ck）时钟频率反映了新的HSIDIV值，即分频器已经准备好。
③第4位CSIRDY是CSI时钟就绪标志，由硬件置1，以指示CSI振荡器稳定。如果此位为0，表示CSI时钟未准备好（复位后的默认值），如果此位为1，表示CSI时钟已准备好。
④第8位HSERDY表示HSE时钟就绪标志由硬件置1，指示HSE振荡器稳定。如果此位为0，表示HSE时钟未准备好（复位后的默认值），如果此位为1，HSE时钟已准备好。

图9.3.1. 1 RCC_OCRDYR寄存器
代码中，RCC_OCRDYR_HSIRDY值为0x00000001。如果(RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIRDY) == 0U，表示HSI振荡器未稳定，程序会卡在while循环中。如果两次取得的全局变量uwTick的差值大于HSI_TIMEOUT_VALUE（100ms），表示HSI超时，程序返回HAL_TIMEOUT标志并退出while循环。
第26到第32行，表示等待HSIDIV分频器就绪。
第35行，更新SystemCoreClock全局变量的值为HSI_VALUE。SystemCoreClock变量用于存储系统时钟频率，可以用来设置SysTick定时器或配置其他参数，每次时钟变化时，都应该更新它，这样也是为了保证SystemCoreClock的准确性。我们在第6.3.4小节system_stm32mp1xx.c文件中有分析过。
第38到第41行，调用HAL_InitTick函数更新Systick中断时间（1ms），因为很多地方要用systick作为时基源，所以时钟源变化后，要将其更新。如果HAL_InitTick函数没有运行成功，程序将返回HAL_ERROR。HAL_InitTick函数我们在7.4.2小节的stm32mp1xx_hal.c文件中有分析过。
9.3.2 函数HAL_RCC_OscConfig
●函数功能：主要就是配置 HSE、HSI、LSI、LSE 和 PLL（PLL1、PLL2、PLL3和PLL4）。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
注意：当PLL用作系统时钟时，PLL不会被禁用。
函数部分代码如下：

1 __weak HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef \ *RCC_OscInitStruct)% j& D, B& W- k% R$ D
2 {( T% P3 H; q! C1 R! {1 X" z
3 uint32_t tickstart;
( _, `$ A6 C! G& J" P
4 HAL_StatusTypeDef result = HAL_OK;& B. V, g) X, K5 Z3 Z1 j
5 0 U; q, z. t1 T# X, l
6 /* 检查是否是空指针 */
; B% Q! {' _2 F x
7 if (RCC_OscInitStruct == NULL)+ \% p, z6 X% a2 _/ [# v# n
8 {
. c6 Z. Z: t) L+ B
9 return HAL_ERROR;
$ u! T6 k0 M, X$ G0 K
10 }) @0 t& {/ V% f3 |3 F& K
11
' K/ K# J% U9 T0 F7 N0 v2 S7 l
12 /* 使用断言检查参数 */1 H: s3 q4 @9 z1 U5 E
13 assert_param(IS_RCC_OSCILLATORTYPE(RCC_OscInitStruct->OscillatorType));
" _& Q7 f& ? }- o: h
14 1 p( i x& L- T: C4 q, c' U
15 /******省略HSE、HSI、CSI、LSI、LSE、PLL配置代码 ******/ , [2 f9 {. c% J: d2 M& U0 c
16 return HAL_OK;
% }& q- U; I$ @3 T: B5 v$ N V
17 } n6 |) L8 I6 ~+ ]" f
18

复制代码

weak表示函数是弱定义，用户可以在其它地方重新定义一个同名的函数。函数参数是RCC_OscInitTypeDef 类型结构体变量，主要对RCC内部/外部振荡器（HSE，HSI，CSI，LSE和LSI）配置的结构定义，RCC_OscInitStruct是指向RCC_OscInitTypeDef结构的指针，RCC_OscInitTypeDef 类型结构体声明如下，通过指针可以操作结构体中的成员变量。例如，如果要选择HSE为振荡器：
①设置OscillatorType的值为RCC_OSCILLATORTYPE_HSE；
②然后设置HSEState的值为RCC_HSE_ON开启HSE；
③如果用到PLL，则配置对应PLL的参数。
对于其它的时钟源（HSI、LSI、LSE和CSI）配置方法类似。

stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
0 c6 t& ?+ o- w. p9 v$ x
typedef struct( j& g2 f( E8 h! K
{
8 C' V! v/ I+ q# S4 ?0 L3 n
uint32_t OscillatorType; /* 要配置的振荡器 */
- i- p% Y" A0 w8 X# A
uint32_t HSEState; /* HSE的新状态 */
: U% [% X' X9 M' C; d. w
uint32_t LSEState; /* LSE的新状态 */ , z/ j9 a+ o; e2 O: Y
uint32_t HSIState; /* HSI的新状态 */
1 ]8 T- u* H' L* A: @9 q' ]
uint32_t HSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ - \" m* o e/ A8 v* ^
uint32_t HSIDivValue; /* HSI的分频系数 */ - O1 V: f5 C# v- A
uint32_t LSIState; /* LSI的新状态 */ - _; h. f' ^% R. y2 b3 U4 M
uint32_t CSIState; /* CSI的新状态 */ # O5 w( f5 W: \
uint32_t CSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ 7 o& m0 i, ?; q0 c
RCC_PLLInitTypeDef PLL; /* PLL1结构参数： */ % L) K% G) K" e, a& \
RCC_PLLInitTypeDef PLL2; /* PLL2结构参数 */
% Q& g2 w+ u& y0 F2 r% X$ A4 o
RCC_PLLInitTypeDef PLL3; /* PLL3结构参数 */ $ b( h( w- X# }4 i0 e
RCC_PLLInitTypeDef PLL4; /* PLL4结构参数 */
0 h0 a2 R9 d/ S7 E2 C% y
} RCC_OscInitTypeDef;7 G% z L$ P8 [" G1 {

复制代码

我们查看PLL的RCC_PLLInitTypeDef结构参数有哪些，如下，此结构体定义了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量，通过给这些结构体成员赋值即可配置PLL的时钟。

stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码* J; Z( [! Q' H9 M2 j6 u8 V
typedef struct+ a* K) x+ c3 y
{. _7 _7 y# E" f& ^ \
uint32_t PLLState; /* PLL的新状态 */
2 n! Q1 u! k+ r0 W
uint32_t PLLSource; /* PLL输入时钟源 */
3 J6 ^: G. Y" r
uint32_t PLLM; /* PLL VCO输入时钟的分频系数DIVM */
8 f' l+ a5 B" n0 t
uint32_t PLLN; /* PLL VCO输出时钟的倍数DIVN */ : b) C' D- L' a6 O$ `/ e! F. z! B2 ?
uint32_t PLLP; /* 分频因子DIVP */
; w5 w/ y6 T6 _+ C7 {! a
uint32_t PLLQ; /* 分频因子DIVQ */ ( Z6 v* |: l6 I2 Q" _3 G
uint32_t PLLR; /* 分频因子DIVR */
' N9 N$ `; q) }) N4 ~( \
uint32_t PLLRGE; /* PLL3和PLL4的PLL输入频率范围 */
7 m" a8 S& O; @0 {, H# \1 Q. [" k
uint32_t PLLFRACV; /* PLL1 VCO乘数的小数部分FRACV */ # z6 j3 h2 @' j: W# N5 ^/ H; q
uint32_t PLLMODE; /* 使用PLL模式 */
B1 y0 k7 P5 B+ u: X4 D
uint32_t MOD_PER; /* 调制周期调整 */ ) h) L Q/ @: z" c6 _2 F5 i
uint32_t RPDFN_DIS; /* 抖动的RPDF噪音控制 */ / T3 n6 N! U: |0 ~# I: h
uint32_t TPDFN_DIS; /* 抖动的TPDF噪声控制 */
y6 `' B8 m) B! W7 R
uint32_t SSCG_MODE; /* 扩频时钟发生器模式 */ % {* s, Y6 Q- s. I n1 a
uint32_t INC_STEP; /* 调制深度调整*/
} RCC_PLLInitTypeDef;

复制代码

在HSE、HSI、CSI、LSI、LSE、PLL配置代码部分，我们主要分析HSE、HSI和PLL配置部分。

HSE配置部分

1 if (((RCC_OscInitStruct->OscillatorType) & RCC_OSCILLATORTYPE_HSE) \( k9 f9 F/ H5 i+ q
== RCC_OSCILLATORTYPE_HSE)
4 E: u' x4 ~; @( f; m n5 ^2 F
2 {3 j2 v5 _% \( e: \+ e
3 /* 使用断言检查检查参数 */" A5 [$ n3 U m; O2 E4 J+ j
4 assert_param(IS_RCC_HSE(RCC_OscInitStruct->HSEState));" j( b6 H8 t( C* X p
5 /* 当HSE在系统中的某处使用时，将不会被禁用 */
0 Q+ i4 G: i+ d [7 H7 l
6 if (IS_HSE_IN_USE())
- |! u A$ y3 \8 f# W6 g
7 {
# {* f0 M |# M0 ?
8 if ((__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET) && \ (RCC_OscInitStruct->HSEState != RCC_HSE_ON))
+ c' d( N" y, x! m6 P
9 {) ?3 W$ f) ]9 P0 ]$ u3 H* c
10 return HAL_ERROR;
& r4 r, p' k0 R3 ^8 H
11 }) k- S( g: l8 g
12 }9 ]9 O! C! U+ U) s6 Z2 H
13 else* ]& ?; O) D! @
14 {
# {" _" I- v+ c& y: C7 M& W# [
15 /* 配置HSE振荡器 */, g+ X2 I. u& {9 b$ m/ N; O
16 result = HAL_RCC_HSEConfig(RCC_OscInitStruct->HSEState);
. n# t$ ?8 U* }5 c( U ?% [
17 if (result != HAL_OK)
+ D3 t" n+ p& R
18 {
" V" z9 T1 ]6 o2 V" w' s
19 return result; Z0 S& X4 h8 e' U
20 }
6 W- _* d5 M \: ~6 s# C/ o
21 }
, S# P: c6 G/ _$ v m
22 }

复制代码

第1行，通过RCC_OscInitStruct指针判断振荡器是否选中了HSE，如果选中了HSE，将进行后续的配置操作。
第4行，使用断言检查HSE参数的状态设置是否正确。
第6到第12行，判断HSE是否有在使用中，如果有在使用，则不会被禁用。 (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET)用于判断RCC_OCRDYR振荡器时钟就绪寄存器中的HSERDY位是否为0，为0的话表示HSE时钟未准备好（复位后的默认值也是0）。
(RCC_OscInitStruct->HSEState != RCC_HSE_ON)表示HSE的状态没有被开启。
如果HSERDY位为0，且HSE的状态没有开启，那么HSE没有被使用，程序返回HAL_ERROR。是否已经开启HSE，这取决于用户，所以程序要通过判断HSERDY位以及用户的设置状态来判断到底HSE用还是没用。
第16行，调用HAL_RCC_HSEConfig函数完成HSE振荡器的初始化。
程序中主要实现操作3个寄存器，一个是上面提到的RCC_OCRDYR，另外两个是RCC_OCENCLRR核RCC_OCENSETR寄存器。

注：
RCC_OCENCLRR寄存器用于控制振荡器，向该寄存器写入0无效，写入1将清除相应的位。
第0位，HSION：写1表示清除HSION位，禁用HSI。
第4位，CSION：写1表示清除CSION位，禁用CSI。
第7位，DIGBYP：当连接到OSC_IN的外部时钟为低摆幅信号时，软件将其清零。写1表示清除DIGBYP位（模拟旁路），禁用
第8位，HSEON：写1表示清除HSEON位，禁用HSE。
RCC_OCENSETR寄存器的功能和RCC_OCENCLRR寄存器的功能相反，RCC_OCENSETR寄存器表示开启对应的功能。

图9.3.2. 1 RCC_OCENCLRR寄存器
代码中附上了详细的注释，通过注释可以知道程序的实现过程：
①在配置HSE前，先关闭HSE，如果已经使用了HSE，应先切换成别的时钟源，然后再关闭HSE，最后才可以配置HSE。
②程序中通过将RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）的HSEON位写入“ 1”来禁用HSE。
③通过验证RCC_OCRDYR的HSERDY位是否设置为’0’，检查HSE是否被禁用。
④通过将RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）的HSEBYP位写入’1’，禁用HSE旁路模式。
⑤通过将RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）的HSEON位写入“ 1”来再次使能HSE
⑥检查RCC_OCRDYR的HSERDY位是否设置为“ 1”，然后准备使用HSE。

1 /**/ a) b- z: z1 I5 D# c3 o
2 *@brief 根据指定的参数初始化RCC HSE振荡器。6 @8 g* [& ~- M# Y: K+ N h; g6 t
3 * @note 在更改HSE配置之前，请注意不要将HSE振荡器用作时钟，也就是要先关闭HSE，
% o& ~4 y, L- m T0 x) l. L& H3 n# t
4 * 如果使用了HSE，则必须选择另一个源时钟，然后更改HSE状态（例如：禁用它）。 5 y5 Q; ^) d# A7 `+ c; @3 T2 s
5 *@note 进入STOP和STANDBY模式时，HSE由硬件停止。
8 j. ^0 E. Q* h5 K, B8 C; ^* D
6 *@note 此功能会重置CSSON位，因此，如果先前启用了时钟安全系统（CSS），0 c1 b- u! _/ Q% j
7 则必须在调用此功能后再次启用CCS。
7 e% E0 a/ u$ E- S4 ?& c3 g
8 *@param 状态包含RCC HSE振荡器的配置。) z x8 M! W1 O- A2 v/ W" X$ K
9 * 此参数可以是下列值之一：- Q# M3 j* b3 ^2 p, x
10 * @arg RCC_HSE_OFF：- m& ^0 z* o6 W7 T: k: d( i$ N
11 * 关闭HSE振荡器
* s2 K$ S3 W" I4 J! g. }
12 * @arg RCC_HSE_ON： 9 n" y4 w3 H3 m' L
13 * 打开HSE振荡器
0 L4 D7 Z9 H/ H1 `2 V+ K3 T2 @8 Q8 c
14 * @arg RCC_HSE_BYPASS：8 k# P$ E2 k% A; p# b: ^2 y2 p
15 * 使用提供给OSC_IN的低摆幅模拟信号（旁路时钟），$ h* I, ]. G2 w) W6 w
16 HSE振荡器被外部时钟旁路
# H5 ~8 o, O6 ?3 p5 `
17 * @arg RCC_HSE_BYPASS_DIG：
- x% B8 O4 }, `/ [$ p, U
18 * 使用提供给OSC_IN的全摆幅数字信号（数字旁路时钟），
9 C; t9 K) E, P) l/ e5 O( _
19 HSE振荡器被外部时钟旁路
8 X+ K9 q3 @; r+ W) {
20 * @retval HAL status2 {6 @' ~4 Z" t& K) q: ]/ v5 y
21 */
9 i+ h/ y$ N4 b) C* `5 p6 h- ~
22 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_HSEConfig(uint32_t State)1 p; ~/ F( @$ i
23 {
( m2 O1 R1 s, J3 y/ g7 f
24 uint32_t tickstart;" e( P7 L# B$ H$ h! |) _
25 4 L4 x. V4 D* M3 m. ^. H
26 /* 检查参数 */; O7 X) r/ ~+ W0 w& ]
27 assert_param(IS_RCC_HSE(State));: m0 c8 O# n& \ P2 {
28
29 /* 在配置HSE之前禁用HSEON */& ~% Z0 ]5 D" S% j* j
30 WRITE_REG(RCC->OCENCLRR, RCC_OCENCLRR_HSEON);
# p. K5 E4 i% J5 K* I r5 k! [8 l
31 $ w$ t4 R: S l
32 /* 获取全局变量uwTick当前计算值 */
" C) X) d( M9 ?7 J& V2 U: ~# N
33 tickstart = HAL_GetTick();
. x% ^5 {+ I, u' J; S
34 2 L. L" i# u( b5 T4 G7 q. e
35 /* 等待直到禁用HSE */
( z& A6 F" F0 p6 {( r: g% t! v
36 while (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET)# M$ D6 K4 o! W& m8 N3 \
37 {: X0 \4 @' [, f* {% Y/ x2 R
38 if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSE_TIMEOUT_VALUE)
0 m7 k1 D, Q; d$ y4 X2 U6 i
39 {. |& e: S3 T% d @! H- u0 a
40 return HAL_TIMEOUT;# Y& r; o$ s( i9 h/ n
41 }
" _. E# ?' i) m: B' V
42 }) m8 }2 } _7 _( _: ?: | }
43
1 f5 P% D: U4 D* p
44 /* 清除剩余的位 */0 o! I0 I) S4 b0 a A
45 WRITE_REG(RCC->OCENCLRR, (RCC_OCENCLRR_DIGBYP | \ RCC_OCENSETR_HSEBYP));
, y% j }! ?6 t
46
V/ @+ M5 q/ c
47 /* 如果需要，启用HSE */
5 R$ K' h+ I! [. x' M) F2 `
48 if (State != RCC_HSE_OFF)6 @0 Y: C6 D+ u8 C
49 {
: @ k3 h! r0 t" L) x) U1 {
50 /* 如果设置的是旁路时钟，则启用旁路模式 */5 t. s- A) X h5 S5 x! u4 Y
51 if (State == RCC_HSE_BYPASS)
% s3 ]) z, F$ P
52 {+ r9 I/ e4 D9 P4 L7 K
53 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEBYP);9 J) L. f& [2 f
54 }, f) B! C, w' P+ K( O" S( ^
55 /* 如果设置的是数字旁路时钟，则启用数字旁路模式 */
( E. H: y _0 ~/ \9 Z9 ^* J
56 else if (State == RCC_HSE_BYPASS_DIG)4 S% Z( |: m0 g0 R' }: X4 @
57 {0 G: t& D8 {+ j& E" Q4 r
58 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENCLRR_DIGBYP);
# C. B% S! p0 L/ B7 z0 e
59 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEBYP);
: B5 R8 Q0 b$ C- m7 Z
60 }
9 R; c7 N- D' P: S* G
61
- {- E! r1 L7 G
62 /* 启用HSE */
7 {0 ]' a/ ~+ U: V7 b! H. q
63 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEON);
5 @& ]' ^* T5 X" E* u8 H( W
64
, h7 e: V$ P4 h& H+ R
65 /* 获取全局变量uwTick当前计算值 */9 u: N, i/ C1 `" g7 h" o
66 tickstart = HAL_GetTick();7 Z, ]1 D( D. ^& K2 M6 _
67
$ W. ]) Y6 z6 s/ ~ c) y1 [
68 /* 等待HSE准备就绪 */: n: C0 F0 A k) k
69 while (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET), _) V. K, H! T
70 {
8 `: u5 h+ u$ ^9 s1 d
71 if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSE_TIMEOUT_VALUE)
" \- L. g. s! n r
72 {" j E8 _5 G$ y/ g, w3 k
73 return HAL_TIMEOUT;" M; H' [; C/ R3 d& p
74 }. e# q' v5 R: p% c
75 }6 Q/ ^; w3 o1 B: j
76 }
77
: L' h3 s- V! l/ h7 i' d9 x& L
78 return HAL_OK;
+ ] W2 S- N0 k6 p3 Z' O" a
79 }
% v# `/ V! t' F0 e

复制代码

HSI配置部分
关于HSI的配置部分，有以下两点：
①RCC_OCRDYR寄存器的HSIRDY标志指示HSI是否稳定。启动时，在硬件将HSIRDY位置1之前，不会释放HSI输出时钟。应用程序还可以通过位于RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）和RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）中的HSION位来控制HSI激活。
②HSI的预分频器由位于HSI配置寄存器RCC_HSICFGR中的HSIDIV位控制。RCC振荡器时钟就绪寄存器RCC_OCRDYR可以使用标志HSIDIVRDY位来检查硬件何时考虑新的分频比。HSIDIV值可以即时更改，并且HSI将考虑新的分频比，但是，必须考虑：
如果HSI当前用作PLL的参考时钟，则不允许更改HSIDIV。
如果当前将HSI时钟用作某些外围设备的内核时钟，则应用程序必须确保HSI频率变化不会干扰外围设备。
HSI配置部分的代码框架如下，代码比较多，这里省略了代码。

1 if (((RCC_OscInitStruct->OscillatorType) & RCC_OSCILLATORTYPE_HSI) \4 f6 r3 ~6 ^1 s6 [+ x& p3 _) r7 z
== RCC_OSCILLATORTYPE_HSI)
- S; Y) A" F `" U3 I
2 {
3 W+ ~0 Y6 T. ^) k; H6 d
3 /* 使用断言检查检查参数是否符合范围*/" n: u% z+ l6 u( g" N2 v- {
4 /****** 省略部分代码 ******/1 W/ c% k/ \, V; s# f7 c
5 /* ; o: N& [& g$ J- y5 ^
6 * 当HSI被使用时（在AXI、MPU、MCU和PLL1~pLL4使用），它不会被禁用，允许校准。9 u- J! _1 ~- D, Y' `% V7 k6 c
7 * 1、如果HSI当前用作PLL的参考时钟，则不允许更改HSIDIV的置。
1 V1 @: h9 m+ S7 K
8 * 2、如果HSI没有被当做PLL的参考时钟，则更新HSIDIV值，
7 ^* i% ]( T. S+ M' o8 C
9 * 同时，更新SystemCoreClock全局变量。2 c5 |5 F7 U" A* P8 n
10 */
/ c) {# D, s5 N: g1 E8 l2 M
11 if (IS_HSI_IN_USE())
* Q) ~+ O# j* `) H
12 {
. X: q/ W$ H6 I) b' g
13 /****** 省略部分代码 ******/7 k. y8 N R' z4 u) E
14 }, }9 N4 u5 T3 m( P5 G( S0 f) L3 f# A
15 /* . ~/ R# m( x: L" _, K9 |
16 * 如果HSI没有在AXI、MPU、MCU和PLL1~pLL4使用：
0 n; O( i/ a. N! O
17 * 1、确定HSI没有被使用，如果检查到HSIState为开启状态(一般是用户开启），先启
/ Z1 m+ W/ N2 v/ d
18 * 用HSI，等待HSI准备就绪后，更新HSIDIV值，然后整内部高速振荡器（HSI）校准值。
19 * - r3 x8 a% e6 [3 w
20 * 2、如果如果检查到HSIState为关闭状态（一般是用户关闭），则禁用HSI。
0 R; v; ]! W7 D: [7 V# \/ w- `
21 */8 ]* @$ v4 ?# [) I
22 else3 y# a- Q8 ]$ f# v
23 {
5 ]) l; o/ [( o1 Q3 b6 u. d
24 /****** 省略部分代码 ******/1 e: n3 k9 R. n2 K5 r- a
25 }
5 N0 h( b# L. b$ K+ X n9 ~
26 }

复制代码

PLL配置部分
在启用PLL之前，必须先完成以下PLL配置：
选择PLL时钟输入（HSI或CSI或HSE）
PLL时钟频率输入范围（配置DIVM参数）
一旦启用了PLL，DIVMx，DIVNx，DIVPx，DIVQx和DIVRx这些参数就无法更改如果用户想要更改PLL参数，则他必须禁用相关的PLL（PLLxON = 0），并等待PLLxRDY标志为0才可以（这里的x等于1~4）。
配置PLL部分主要是通过调用RCC_PLL1_Config、RCC_PLL2_Config、RCC_PLL3_Config、RCC_PLL4_Config函数来实现，函数的参数RCC_OscInitStruct用于指定配置哪一个PLL。通过对PLL的RCC_PLLInitTypeDef结构体成员赋值可以配置PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数。

1 /* 配置PLL1 */* j7 X2 O2 u6 Q* O
2 result = RCC_PLL1_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL));' v- g) c3 Q: C9 `! e/ ?9 {" u) F, R
3 if (result != HAL_OK)
! o3 g; y! _& v9 o
4 {
* h+ k; F; w1 R4 S% n+ x$ K
5 return result;
' o8 I9 i' k- J1 {0 |1 _: S* W4 T' Z
6 }
0 E: J# |1 [0 N7 w# [5 F
7 % ^0 V4 _3 P& Z1 u
8 /* 配置PLL2 */& u3 ~- m, n$ }% l, N0 J
9 result = RCCEx_PLL2_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL2));1 M& F0 G0 v/ N4 H/ |$ L* H9 t1 m
10 if (result != HAL_OK)
% R. |# l9 k4 s, x; Y! g, e
11 {) Y6 q9 g' q, a- E& Q
12 return result;7 [7 t( m$ f3 L. q: h/ h7 g+ b
13 }
2 I3 f+ K5 C/ d/ Q" r K
14/ N& @3 G. p- [2 v
15 /* 配置PLL3 */
! A' C5 M0 Y6 `; p" y
16 result = RCCEx_PLL3_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL3));
$ k8 g! ]1 p- z; ? s
17 if (result != HAL_OK)( O$ X( u2 l4 C2 x
18 {
3 L! [* X) \8 w% K, u
19 return result;
8 p5 V- y% e& r& g8 L. C7 B/ f
20 }# J* b. W6 M3 ]% G/ b8 J
21
- k+ t' s2 e K( w, s6 P
22 /* 配置PLL4 */ q" {+ m5 w3 K$ v1 D; y( I
23 result = RCCEx_PLL4_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL4));. O3 a& Z, N* l
24 if (result != HAL_OK)
) O/ m' Q! r# k/ {) H, ^
25 {
- G+ w+ {4 ]( ]* H; C" o
26 return result;
( R$ I" z e+ c% c# W
27 }

复制代码

9.3.3 函数HAL_RCC_ClockConfig
●函数功能：根据RCC_ClkInitStruct中指定的参数初始化MPU，AXI，AHB和APB总线时钟。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
注意：
①系统从上电复位、停机或者待机唤醒以后，或者在HSE发生故障的情况下，则直接或间接将HSI直接或间接用作系统时钟。
②仅当目标时钟源准备就绪（启动延迟或PLL锁定后时钟稳定）时，才会从一个时钟源切换到另一时钟源。如果选择了尚未准备好的时钟源，则当时钟源准备就绪时将进行切换。
③根据设备电压范围，软件必须正确设置HPRE [3：0]位以确保HCLK不超过最大允许频率。

1 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef \ *RCC_ClkInitStruct)
1 }! I9 Z- F! P9 S2 b) Z
2 {
% A0 E( |/ s% W! |
3
7 P s/ J& L8 u; D0 K
4 HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
0 U8 o0 L* o k* ]3 }; d
5 uint32_t tickstart;
) b8 ]% w. p- X8 \
6 - F$ C. U/ e/ J; g2 n6 H9 w
7 /* 检查是否是检查空指针 */4 `+ e8 N+ k6 q: A, Y% X
8 if (RCC_ClkInitStruct == NULL)4 j8 G' l& h9 [$ a: S, g
9 {, z( p; V ^- W0 R
10 return HAL_ERROR;
7 k2 @9 L8 a) N. M1 F+ H7 }- a- {( c7 h
11 }1 B& ?. M* e; @2 }4 [, ]
12
% v; W9 ~# F( ` [/ a
13 assert_param(IS_RCC_CLOCKTYPETYPE(RCC_ClkInitStruct->ClockType));
# ^( O4 w: ]/ \* X
14 /******省略 MPU、AXISS模块配置代码******/
) O8 E9 t; u9 x8 I5 w! e
15 /******省略 APB1~APB5总线的分频器APB1DIV~APBDIV5的代码******/ G, v' e* c6 ~& x& F$ l) h
16 / V9 D; _, M+ L9 l
17 return HAL_OK;
9 U# \9 p" e3 J% T2 i5 h
18 }

复制代码

参数RCC_ClkInitStruct是指向RCC_ClkInitTypeDef结构的指针，我们查看此结构体。如下，此结构体主要用于设置时钟源以及MPU、AXI子系统、MCU子系统和APB1~APB5的分频系数。

stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码

typedef struct( y. H+ G4 s7 N# R0 {& S1 p0 P
{, B ~( [7 b% U3 K6 B, k A( f
uint32_t ClockType; /* 时钟源选择 /3 Z+ l" U2 j+ H
RCC_MPUInitTypeDef MPUInit; / MPU结构参数(时钟源和分频数) /
7 U( ^& q7 E8 C) k9 i8 {! D
RCC_AXISSInitTypeDef AXISSInit; / AXI结构参数(时钟源和分频数)/
! l$ i" I% _- \- Q# i7 ?
RCC_MCUInitTypeDef MCUInit; / APB4分频数 /( S8 D+ R0 B- D9 l
uint32_t APB4_Div; / APB4分频数 /
: P8 L* ?, {) t, q" p: e
uint32_t APB5_Div; / APB5分频数 /, w, k- ?; H7 p5 y; x0 k* a' c% h
uint32_t APB1_Div; / APB1分频数 /
# e+ n4 ^' ]7 H @+ N. U8 m
uint32_t APB2_Div; / APB2分频数 /
. ~3 `$ l5 f: b) r( p" R3 k5 I; r
uint32_t APB3_Div; / APB3分频数 */
+ B) A+ K' N6 a3 o$ D
} RCC_ClkInitTypeDef;

复制代码

9.3.4 函数HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq
●函数功能：根据所选的时钟源以及预定义的常量来返回系统核心频率。
●函数返回值：
MCU或者MPU时钟频率。
注意：
①我们说的系统时钟频率，其实就是MCU或者MPU的时钟频率。
②每次MCU/MPU更改时，必须调用此函数以更新正确的值，否则，基于此功能的任何配置都将不正确。我们前面说的SystemCoreClock全局变量就是通过此函数来获取最新的系统时钟频率的：
SystemCoreClock = HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq();
我们后面的实验会通过HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq函数来获取系统时钟频率。，函数如下。函数中，通过宏定义CORE_CA7来选择MPU或者MCU的时钟，其中HAL_RCC_GetMPUSSFreq函数返回MPU的时钟，HAL_RCC_GetMCUFreq函数返回MCU的时钟。

1 uint32_t HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq(void)9 e! P# z- E# p
2 {
" ~5 O7 b, Z8 \0 U7 ^' C3 Z" U
3 #ifdef CORE_CA7, k; Y& t: {+ H7 C% ^
4 return HAL_RCC_GetMPUSSFreq();
: Y& a3 H& _ ?" U+ W# h; t
5 #else /* CORE_CM4 */
9 a7 P- v5 }* v5 _
6 return HAL_RCC_GetMCUFreq();; \% x# ^+ C' q' Y) Q- N8 n# D! A
7 #endif. t v* a3 n9 ~9 J
8 }

复制代码

9.3.5 HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig
●函数功能：根据RCC_PeriphCLKInitTypeDef中的指定参数初始化RCC外设时钟。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
可以通过此函数可以指定配置哪个外设以及外设的时钟源是哪个，后面的外设实验中，我们会接触此函数。该函数声明如下：

HAL_StatusTypeDef HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(RCC_PeriphCLKInitTypeDef
& d! ]* R1 V& f& b, B# ]! Z
*PeriphClkInit), s' C" t% D) p1 h* H
PeriphClkInit是指向包含字段PeriphClockSelection的RCC_PeriphCLKInitTypeDef结构的指针，该字段可以指定是哪个外设。例如，RCC_PERIPHCLK_UART24指定USART2和UART4，RCC_PERIPHCLK_I2C12指定I2C1和I2C2。
8 Q+ ^6 F. b* V1 O/ H8 g
typedef struct. b5 `4 H' M* g
{& G$ C: s$ g6 z
uint64_t PeriphClockSelection; /* 外设时钟源选择 */
4 q( c: A& T: `$ a
RCC_PLLInitTypeDef PLL2; /* PLL2结构参数 */
0 H- q7 x& Y0 w3 _7 X$ b. j6 o
RCC_PLLInitTypeDef PLL3; /* PLL3结构参数 */- L$ l: p- a3 `0 s1 j" G0 _# ^! {
RCC_PLLInitTypeDef PLL4; /* PLL4结构参数 */: W M) d8 _- \- e( Y" J
/* 指定I2C1/2时钟源，该参数可以是RCC_PERIPHCLK_I2C12 */
9 X3 e( i( {: d# I" h9 O1 Y- r3 _
uint32_t I2c12ClockSelection; & ~: K+ [- q5 ]( q9 y+ u
/********* 省略部分代码 *********// K) o" q- P2 w' d; N
/* 指定UART2/4时钟源，该参数可以是RCCEx_UART24_Clock_Source */8 Z* {7 r: H) e/ U8 s
uint32_t Uart24ClockSelection;
) a4 ?$ I; [! d; i; ?6 x8 M
/* 指定UART3/5时钟源，该参数可以是RCCEx_UART35_Clock_Source */ , E; `0 {! E4 ?1 _6 q3 w; Y
uint32_t Uart35ClockSelection; / d2 J: X* C! N. F5 `! A
/* 指定UART6时钟源，该参数可以是RCCEx_USART6_Clock_Source */ 8 l0 N5 \# g0 f( q
uint32_t Usart6ClockSelection;
7 U" ~" Q% u: v" U) t3 E
/* 指定UART7/8时钟源，该参数可以是RCCEx_UART78_Clock_Source */ 2 C; i, S( z2 R: |9 @5 o
uint32_t Uart78ClockSelection; 1 R+ J- v( i {* X8 S" V
/* 指定RNG1时钟源，该参数可以是RCCEx_RNG1_Clock_Source */
; V' S, w, a" y- e5 {
uint32_t Rng1ClockSelection;
8 y5 A$ \ }, M# h' ~
/* 指定RTC时钟源，该参数可以是RCC_RTC_Clock_Source */
' S2 q. }1 N! ~ g9 m
uint32_t RTCClockSelection; : v) M2 D# c( K9 m% h, @
/********* 省略部分代码 *********/! u0 l& s" G0 A8 A
/* 指定TIM2时钟源，该参数可以是RCCEx_TIMG2_Prescaler_Selection */
. o; { a9 I# A4 W0 o& x) t2 ?9 s
uint32_t TIMG2PresSelection; : `2 y# g8 q8 R' g
} RCC_PeriphCLKInitTypeDef;4 [( F$ n! Z" u
RCC_PLLInitTypeDef结构体我们前面已经分析过，其声明了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量。+ ]$ M$ }4 N& f, W) `

复制代码

9.3.6 其它函数

表9.3.5. 1其它API函数
9.4 配置系统时钟实验
根据前面的分析以及ST官方给的总线框图，MCU时钟最大是209MHz，MCU有一个内核外设Systick，频率最大也是209MHz。下面我们分别使用HSE、HSI时钟源，通过配置时钟树来实现设置MCU最大的频率值，并通过程序读取MCU的时钟频率值和验证Systick的时钟频率。
9.4.1 使用HSE
本实验配置好的实验工程已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘A-基础资料\1、程序源码\11、M4 CubeIDE裸机驱动例程\CubeIDE_project\2-1 MCU_HSE。

硬件原理设计
正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了24MHz有源晶振，所以HSE为24MHz。

图9.4.1. 1 晶振原理图截图
2. 软件配置
我们新建一个工程MCU_HSE，然后在STM32CubeMX插件上开启HSE，注意，要用外部时钟源HSE和LSE的话，一定要先将他们开启。如下图所示，会有4个选项：
①Disable 关闭外部时钟
②BYPASS Clock Source 旁路时钟
③DIGBYPASS Clock Source 数字时钟（数字信号提供时钟）
④Crystal/Ceramic Resonator 晶体/陶瓷谐振器

图9.4.1. 2 HSE时钟模式选择
旁路时钟是指使用外部晶振时，不需要芯片内部时钟驱动组件，直接从外部导入时钟信号，就好比芯片内部的驱动组件被旁路了，这种模式的话，一般接有源晶振。
晶体/陶瓷谐振器选项是指，使用外部晶振时，时钟源是由外部晶振体与MCU内部时钟驱动电路共同配合形成，有一定的启动时间，精度较高，可以接无源晶振或者有源晶振。
无源晶振自身是无法起振的，如果使用的是无源晶振的话，需要芯片上电跑起来以后，芯片内部的供电电路给无源晶振供电以后才可以起振。如果配置成BYPASS Clock Source模式的话，无源晶振就没法工作了，所以必须配置成Crystal/Ceramic Resonator模式。
如果使用有源晶振，只要外部电路一上电，有源晶振就起振了，所以可以选BYPASS Clock Source或者Crystal/Ceramic Resonator模式都是可以的。
如下图，将HSE配置成旁路时钟和晶体/陶瓷谐振器的差别，旁路时钟是单向信号，晶体/陶瓷谐振器是双向信号。

图9.4.1. 3 旁路时钟

图9.4.1. 4晶体/陶瓷谐振器
我们这里就选Crystal/Ceramic Resonator模式（选BYPASS Clock Source模式也可以）：

图9.4.1. 5选Crystal/Ceramic Resonator模式
在Clock Configuration处选择HSE时钟作为时钟源。由24MHz倍频到209MHz的话，需要通过PLL3配置分频系数和倍频系数来实现。具体配置步骤为：
①选择HSE作为PLL3的时钟源；
②选择PLL3P（也就是pll3_p_ck）作为mcuss_ck的输入时钟源；
③手动输入209并按下回车，最大也只能输入209了，如果输入大于209并回车以后，系统系会频率超出范围。
④输入209以后，STM32CubeMX会动态计算PLL3的倍频和分频系数，其中：
DIVM3=2，DIVN3=52，fracv3=2048，DIVP3=3
我们将上面的参数代入前面的计算公式中，计算pll3_p_ck结果也刚好是209MHz。

图9.4.1. 6 手动输入参数
⑤STM32CubeMX动态计算MCU、AHB1~ AHB4以及APB1~ APB3桥接器和外设时钟。我们看到PCLK1~PCLK3后面显示红色，红色表示数值超出范围，并且窗口有一个叉提示配置异常：

图9.4.1. 7配置异常提示
根据前面9.1.2小节有提到，pclk1、pclk2、pclk3最大为104.5 MHz，所以我们要修改这部分的参数。APB1DIV~APB3DIV参数可选1/2/4/8/16，我们随便选其中一个，下图选参数2，刚好满足最大频率为104.5 MHz：

图9.4.1. 8修改APB1DIV~APB3DIV
查看上述配置，MCU和Systick的时钟频率均为209MHz，是否真的是这样呢？我们后面会通过HAL库函数读取它们的值。
按下“Ctrl+S”保存配置，系统生成初始化代码。这里提一下，系统时钟（MCU）的代码默认是在main.c文件中的，所以在Project Manager窗口的Code Generator处勾选“Generate peripheral initialization as a pair of’.c/.h’ files per peripheral”以后是不会专门生成时钟代码的.c和.h文件的，这点我们在第4.1.2小节说过。所以这里就不选了：

图9.4.1. 9 Project Manager窗口配置
系统生成工程如下：

图9.4.1. 10生成MCU_HSE工程
3. 添加用户代码
我们在main.c文件中添加如下代码：

main.c文件代码
6 Y: s. T K9 v6 d& M- W. ~
static uint32_t mcu_freq = 0;
7 }- p. B/ h, D1 P7 N8 ]% {& M+ C5 b
static uint32_t Systick_freq = 0;
2 w7 _$ a9 S( k+ Z' W8 e. O
mcu_freq=HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq(); /* 获取MCU的时钟频率 */: i9 T, O( e& b* [7 \
Systick_freq=SysTick->LOAD; /* 获取Systick的LOAD寄存器的值 */

复制代码

编译、调试
保存修改，编译工程无报错，先在while循环处添加一个断点，然后按照第4.1.6小节连接好开发板和ST-Link，进入Debug模式。
进入Debug模式以后，程序停在HAL_Init函数处，此时变量的值为0

图9.4.1. 11进入Debug模式
点击运行按钮，程序运行到断点处停止，观察此时mcu_freq的值为209000128，Systick_freq的值为208999。

图9.4.1. 12 运行调试
5. 实验结果分析
根据上面的调试结果，我们看到mcu_freq的值为209000128，约等于209MHz，说明此时的系统时钟（MCU时钟）是209MHz，与前面的配置一致。
Systick_freq的值为208999，约等于209000，此值我们是读取SysTick定时器中的LOAD寄存器的值。我们根据此结果逆推一下，SysTick每次计209000下就发生中断，如果要确保每1ms的中断周期的话，那么频率必须为209MHz。
注：
SysTick一个24位向下递减计数器，启动后，LOAD寄存器的值赋给VAL 寄存器，VAL寄存器递减，当递减到0的时候，会产生一次中断，然后再从LOAD寄存器取值，然后再从所得值开始递减，递减到0的时候又产生一次中断，如此反复，从而实现计时。我们在前面的7.4.2小节有讲过。
前面我们提到，SystemCoreClock全局变量也是通过HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq()函数来获取最新的系统时钟频率的，那么他的值应该也是209000128。我们在STM32CubeIDE上查看此变量的值：

图9.4.1. 13 打开表达式窗口
如下图，添加要观察的SystemCoreClock全局变量，其值为209000128。

图9.4.1. 14观察值
9.4.2 使用HSI
本实验配置好的实验工程已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘A-基础资料\1、程序源码\11、M4 CubeIDE裸机驱动例程\CubeIDE_project\2-2 MCU_HSI。
新建一个工程，工程名字为MCU_HSI，进入时钟配置窗口以后，mcuss_ck默认是64MHz，我们手动输入209然后按下回车键，STM32CubeMX会自动计算各个参数，如下图所示：

图9.4.1. 15手动配置参数
红色部分提示pclk1、pclk2和pclk3的频率数值超出范围，我们调整一下，将分频值由1改为2：

图9.4.1. 16手动调整参数
配置好以后，我们看到各个参数：
①默认选择HSI作为PLL3的时钟源；
②默认选择PLL3P（也就是pll3_p_ck）作为mcuss_ck的输入时钟源；
④输入209以后，STM32CubeMX会动态计算PLL3的倍频和分频系数，其中：
DIVM3=4，DIVN3=26，fracv3=1024，DIVP3=2
我们将上面的参数代入前面的计算公式中，计算pll3_p_ck结果也刚好是209MHz。

按下“Ctrl+S”保存配置，STM32CubeIDE自动生成工程：
我们在main.c文件中添加如下代码：

main.c文件代码
" s4 I) x& C8 j$ ?& F. y
static uint32_t mcu_freq = 0;" p; H; K3 m6 K7 Q$ B# f3 P
static uint32_t Systick_freq = 0;& Y! ?/ `3 r8 F) p5 d: q9 t
mcu_freq=HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq();/* 获取MCU的时钟频率 */' M' b @4 I& l: O6 H: y" e
Systick_freq=SysTick->LOAD; /* 获取Systick的LOAD寄存器的值 */

复制代码

图9.4.1. 17添加的代码
保存修改，编译工程无报错，先在while循环处添加一个断点，然后按照第4.1.6小节连接好开发板和ST-Link，进入Debug模式。注意不要选错前面的MCU_HSE的工程，可以在Debug配置界面处确认一下：

图9.4.1. 18确认调试的工程
进入Debug模式以后，程序停在HAL_Init函数处，此时变量的值为0。

图9.4.1. 19进入Debug模式
点击运行按钮，程序运行到断点处停止，观察此时mcu_freq的值为209000128，Systick_freq的值为208999。实验结果和上面MCU_HSE工程结果一样。实验分析请查看前面的MCU_HSE工程部分。

图9.4.1. 20运行调试
9.5 实验代码分析
实验虽然验证完毕了，虽然是STM32CubeIDE自动生成的初始化代码，但我们还是有必要分析一下工程代码，这对HAL库的理解还是很有好处的。我们以MCU_HSE工程为例子，分析一下代码的实现过程。
9.5.1 配置HSE相关宏定义
此部分主要是在stm32mp1xx_hal_conf.h文件中完成的，在第7.4.1小节有分析过此文件。

选择HSE相关模块
在stm32mp1xx_hal_conf.h文件中使能HAL驱动程序中要使用的模块的列表，实验中用到了RCC：

stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码
: m; N# R+ A+ H8 W/ ^) G7 `
#define HAL_MODULE_ENABLED3 c# S, M) @' x) B# \5 s6 E0 P
/*#define HAL_HASH_MODULE_ENABLED */
1 b4 m& U# c" k2 J5 S# C
#define HAL_HSEM_MODULE_ENABLED1 w& c3 g3 m/ N4 m. A3 t4 e
/*#define HAL_WWDG_MODULE_ENABLED */, [. H1 w2 Z& y; L7 [
#define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED
- e; p, M5 K- }* Z- C6 p _, [' Y4 f
#define HAL_EXTI_MODULE_ENABLED
V- g1 T0 G: {8 `
#define HAL_DMA_MODULE_ENABLED
, A$ t5 H" U+ Q# Y
#define HAL_MDMA_MODULE_ENABLED
! I/ B8 F; C* g
#define HAL_RCC_MODULE_ENABLED
; X4 N! Q& o* l, s7 G0 I( W
#define HAL_PWR_MODULE_ENABLED8 R% I! Y6 W$ f; [! u5 r. w
#define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED

复制代码

包含HSE相关模块的头文件

stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码
3 E; p- B! u) s
#ifdef HAL_RCC_MODULE_ENABLED
+ B: e6 h8 {* X/ s
#include "stm32mp1xx_hal_rcc.h"
4 |# X- s) j- L: }8 l
#endif /* HAL_RCC_MODULE_ENABLED */' K. `8 g3 W# m* T# |
+ b5 G9 D6 I1 U
#ifdef HAL_EXTI_MODULE_ENABLED; {; F1 d( \; w. J5 V
#include "stm32mp1xx_hal_exti.h"7 X5 ~' ~7 V" c1 K+ g6 a9 B
#endif /* HAL_EXTI_MODULE_ENABLED */
0 F* }& r- l2 p: x) s6 O
; M) x0 |' U2 X% l
#ifdef HAL_GPIO_MODULE_ENABLED
' w1 R) _! A6 r, M! g) I
#include "stm32mp1xx_hal_gpio.h"6 G5 B; v0 ^) w2 r% j. g
#endif /* HAL_GPIO_MODULE_ENABLED */
8 Q$ z0 S" Z1 K
/ ^" d1 G3 R1 Z. g3 a( K. j$ |
#ifdef HAL_HSEM_MODULE_ENABLED
; H4 u/ }1 S3 G+ p$ H; w& y" [
#include "stm32mp1xx_hal_hsem.h"
5 W- b3 n# ?( ^0 ~; {
#endif /* HAL_HSEM_MODULE_ENABLED */: p1 G) u. }7 A3 J
/****** 省略部分代码 *******/

复制代码

配置HSE_VALUE
宏定义HSE_VALUE匹配我们实际硬件的高速晶振频率（这里是24MHz），代码如下：

stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码1 k' H2 m( l+ Z
#if !defined (HSE_VALUE)
7 T$ U- \/ H" Q
#define HSE_VALUE (24000000U)
/ j! v6 p( ]9 T1 J/ S4 j
#endif

复制代码

9.5.2 系统时钟设置函数

函数代码实现
gpio.c文件代码很简单，主要就是开启GPIOH时钟，因为HSE的两个时钟引脚挂在GPIOH上：

#include "gpio.h"
4 ^ v; R( R' I4 o* o$ p
! w2 n# z, W7 k6 @ z; |( f
void MX_GPIO_Init(void)
+ s {/ N) R9 @ \, `
{# }0 V6 K4 L, [# R: R1 C/ k1 K
/* 开启GPIOH时钟，因为HSE的两个引脚PH0-OSC_IN和PH1-OSC_OUT挂在GPIOH上 */
1 q& I& _ w( S! }3 i, M: j
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();3 S1 ^* D; [9 r
}

复制代码

下面，我们重点来看看main.c文件中系统时钟初始化代码。如下图是系统时钟设置函数SystemClock_Config的代码。代码主要分成三部分：
①第一部分，是定义并初始化RCC_OscInitStruct、RCC_ClkInitStruct结构体变量，初始值默认为0，即将HSE、HSI、LSE、LSE、CSI和PLL1~PLL4均关闭；
②第二部分，通过RCC_OscInitStruct结构体变量开启时钟源HSI、HSE、LSI和PLL3，并设置PLL3的分频和倍频参数，从而使pll3_p_ck输出频率为209MHz。
③第三部分，通过RCC_ClkInitStruct结构体变量完成AXI、MCU和APB1~APB5的配置，实现AXI、MCU、APB1~APB3和APB4~APB5时钟频率分别为64MHz、209MHz、64MHz和104.5MHz。
main.c文件代码

1 /**. X8 g( n" N" X' C6 O9 a
2 * @brief M4主频时钟设置函数，也就是设置PLL3: I c2 d& s' H+ J, B' v- Y
3 * @ note plln: PLL3倍频系数(PLL倍频), 取值范围: 25~200.$ `2 G9 H# u \7 C8 `. M
4 * pllm: PLL3预分频系数(进PLL之前的分频), 取值范围: 1~64.
, x4 d. L7 ~+ K; {9 h c
5 * pllp: PLL3的p分频系数(PLL之后的分频), 分频后作为系统时钟, 取值范围: 1~128.(且必须是2的倍数)
. O0 B J* T* ~% e7 W
6 * pllq: PLL3的q分频系数(PLL之后的分频), 取值范围: 1~128.9 y' @" }: A9 Y% y
7 * + R6 m' I' Y7 X, f
8 * MP157使用HSE时钟的时候，默认最高配置为:
7 F- E$ ?3 |; D- Y
9 * CPU频率(mcu_ck) = MLHCLK = PLL3P / 1 = 209Mhz
4 s! t6 h0 b# K
10 * hclk = MLHCLK = 209Mhz
7 a* d$ t0 k6 n% @) S0 ~
11 * AHB1/2/3/4 = hclk = 209Mhz
1 z( L) f0 h* U7 d5 t
12 * APB1/2/3 = MLHCLK / 2 = 104.5Mhz
/ G* K1 Z( T3 H9 e' d
13 * @retval 无;3 B; [/ L" R& z8 ?( z
14 */
# B G/ w+ J7 a/ h
15 void SystemClock_Config(void)4 }- I p% g% v
16 {" N1 R/ M3 ?6 F* D+ f0 O
17 /* 定义RCC_OscInitStruct、RCC_ClkInitStruct结构体变量，并初始化为0 */
! _8 S: B+ D/ V2 K3 H2 ~( O
18 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
9 r3 f. ]3 V S8 x) Q2 w' M4 Y
19 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
; b3 H2 P. m0 b. E6 g" _) Y
20
5 c( U8 W) [" w& P( {* Y
21 /*给RCC_OscInitTypeDef结构中的成员变量赋值完成初始化RCC振荡器 */
' o: j; H+ R$ G
22 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = \ RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_LSI
: ?, _1 `# i5 ^; G9 ^* z! K) P" T
23 |RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;& r' {' V7 y5 ]
24 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; /* 打开HSE */
5 S a, F2 S# R9 F
25 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; /* 打开HSI */9 M x& u/ H W' R0 U5 j
26 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; /* 校准HSI值 */. N+ ]2 W1 I# s4 x5 m6 p( d L7 a; j
27 RCC_OscInitStruct.HSIDivValue = RCC_HSI_DIV1; /* 设置HSI分频值为1 */
$ o$ J- O1 c8 {! z7 o
28 . n& Z& |* v2 C |
29 RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON; /* 开启LSI */' J) W z5 u5 f# y1 n% B
30 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; /* 没有PLL的状态 */0 z: M7 o9 q N$ r0 R3 w
31 RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLState = RCC_PLL_NONE; /* 没有PLL2的状态 */
- _/ E3 s% w* h& a
32 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLState = RCC_PLL_ON; /* 开启PLL3 */+ [ v. J# U; i
33 /* PLL3输入时钟源为HSE */
: w0 g6 P/ F. c! b) e/ E/ Z
34 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLSource = RCC_PLL3SOURCE_HSE;! x, W5 L8 L0 S1 [* Y
35 /*- s+ m' W; d& I$ _% ^9 M( E
36 * 配置锁相环PLL3的分频和倍频参数，也就是：! M1 ]) H B) Y( e8 d
37 * DIVM3=2，DIVN3=52，DIVP3=3，DIVQ3=2，DIVR3=2，FRACV=2048
8 ~. e* _6 n( q* K. g
38 * 则PLL3的pll3_p_ck输出频率为：
' z( V- y2 Z `2 L% [
39 * pll3_p_ck==209MHz4 R! S5 U0 K- H8 r
40 */! {" ~& Y6 B, E( U$ i3 T3 m' e6 p; l
41 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLM = 2; /* DIVM3=2 */8 ~/ K% o5 g0 f) l9 v
42 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLN = 52; /* DIVN3=52 */
+ X5 h5 X) n+ H& S
43 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLP = 3; /* DIVP3=3 */
: P( H5 G* {0 _; Q* |) a
44 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLQ = 2; /* DIVQ3=2 */
! G! q# ?: ] @. `! m
45 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLR = 2; /* DIVR3=2 */. u2 c- x6 ?+ b; W! k, v: D
46 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLRGE = RCC_PLL3IFRANGE_1;
* S6 A; E; v& [) T1 j7 s
47 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLFRACV = 2048; /* FRACV=2048 */
+ ]6 w, @/ F& W% o
48 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLMODE = RCC_PLL_FRACTIONAL;/* 分数模式 */% j5 J2 e% |- Q7 {" c" o
49 RCC_OscInitStruct.PLL4.PLLState = RCC_PLL_NONE; /* PLL4没有状态 */6 p: z. w# C1 C
50 ; @: \0 |. l( c; a
51 /* 调用的HAL_RCC_OscConfig函数用于判断 HSE、HSI、LSI、LSE 和
& S9 A- _" r% w, m
52 * PLL（PLL1、PLL2、PLL3和PLL4）是否配置完成，配置完成则返回HAL_OK。
6 Z0 p' R" M4 N( k* C6 t' g
53 * 如果没有配置完成，发生错误的话就会进入Error_Handler函数（空循环）。3 |: b% T) ?) X+ w7 w6 C
54 */
4 c V# g" J+ |5 `! {0 ]6 h
55 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)- G# S. h, w; L' G
56 {& A" M1 y, E1 o; \$ ^/ d! F( A
57 Error_Handler();
: s/ \3 [ v/ m I
58 }3 v* Q$ g* z+ @4 r7 Q- o. e
59 /*
; J# ]6 a4 y6 F: v$ A" ^) }
60 * 给RCC_ClkInitStruct结构体成员赋值来配置RCC时钟，也就是：
: N9 x+ p: l# p1 ~1 z
61 * 配置AXI的时钟源和分频器分频值（也就是配置ACLK）；" r5 D9 J/ G( ~/ V0 W: E8 X
62 * 配置MCU的时钟源和分频器分频值；! v( J0 d7 a& @' \' s
63 * 配置APB1~APB5的分频值（也就是配置PCLK1~5）。! X6 r/ G: _3 l5 J# W* \; z( S
64 */
) B+ i( j5 t( u5 J9 m( [* v5 O
65 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_ACLK
; G& N' j( c( [3 o1 L
66 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK23 M6 T+ u) u4 Z$ s8 T
67 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3|RCC_CLOCKTYPE_PCLK4
. M" H* o: w# f0 C# C
68 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK5;2 Z( c$ h/ }: w2 C
69 /* 配置AXI时钟源为HSI */ - g; d& g" S0 s k6 M5 Z
70 RCC_ClkInitStruct.AXISSInit.AXI_Clock = RCC_AXISSOURCE_HSI;
; {: l! U# w. F4 V1 G! z
71 /* 配置AXI分频器为1分频=ACLK=64MHz */ / n: j' ^, T( H
72 RCC_ClkInitStruct.AXISSInit.AXI_Div = RCC_AXI_DIV1;1 y: T. Y# L# ^* |0 B. b
73 /* 配置MCU时钟源来自PLL3=209MHz */
' Z, W2 y- k4 _, A7 `3 L
74 RCC_ClkInitStruct.MCUInit.MCU_Clock = RCC_MCUSSOURCE_PLL3;+ P1 g5 n5 d, r% S
75 /* 配置MCU分频器为1分频=MCU=209MHz */. M! Q1 j) P- K7 I( [7 @4 n
76 RCC_ClkInitStruct.MCUInit.MCU_Div = RCC_MCU_DIV1;
( K9 \$ H, ~: k: E) ~) B+ J
77 /* 配置APB4分频器为1分频=PCLK4=64MHz*/6 H5 f$ @0 h# ~- [: S. K
78 RCC_ClkInitStruct.APB4_Div = RCC_APB4_DIV1;$ O! N m# R" c; R) w1 r
79 /* 配置APB5分频器为2分频=PCLK5=64MHz */
, |' q7 T# {( M% E5 C
80 RCC_ClkInitStruct.APB5_Div = RCC_APB5_DIV1;: s' c* y* o: d' I1 a% e/ [
81 /* 配置APB1分频器为2分频=PCLK1=104.5MHz */3 e8 g- }% ?% v _, D
82 RCC_ClkInitStruct.APB1_Div = RCC_APB1_DIV2;" j% Q" }# P6 K. T' o4 l( k
83 /* 配置APB2分频器为2分频=PCLK2=104.5MHz */! ~( w5 a% |# O
84 RCC_ClkInitStruct.APB2_Div = RCC_APB2_DIV2;
( B& u' l# m; x; ~" f6 X
85 /* 配置APB3分频器为2分频=PCLK3=104.5MHz */2 n; H& V2 S2 }9 b( a& [3 l
86 RCC_ClkInitStruct.APB3_Div = RCC_APB3_DIV2;
+ o7 [- [1 C9 z3 a& t
87 /*
& M( s- _) l5 X! j
88 * 调用HAL_RCC_ClockConfig函数，根据RCC_ClkInitStruct中
% ^! c. \" v4 S2 K: e9 L3 m2 h# ]2 Z. p
89 * 指定的参数初始化MPU，AXI，AHB和APB总线时钟，如果初始化1 c" {" Z) a4 G+ b5 m- ]
90 * 不成功，则进入Error_Handler空循环函数。
0 H" i4 f# v- |8 a* v) \
91 */% k0 N( Y7 e$ c4 I6 P! A1 L! X
92 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct) != HAL_OK)
( i6 y1 P% S& A3 G8 H: }* k& j0 f
93 {* L4 m3 ?6 {3 |1 ]8 U4 s( j5 |
94 Error_Handler();
0 q, g5 r& g9 t
95 }. w6 _* b! m* I$ w6 H
96 /* 设置RTC时钟的HSE分频因子 */+ S' ~+ M8 q6 d7 x: V
97 __HAL_RCC_RTC_HSEDIV(1);
" P4 h! X* o5 l) [% g# l* r1 |
98 }

复制代码

函数代码分析
下面，我们来分析SystemClock_Config函数的代码实现过程。
第18行，定义RCC_OscInitTypeDef类型结构体变量RCC_OscInitStruct，并初始化为0，表示将HSE、HSI、LSE、LSE、CSI和PLL1~PLL4均关闭。
以上结构体在stm32mp1xx_hal_rcc.h文件中有定义，我们在前面也有详细介绍过，为了大家不总是跳跃看代码，这里还是贴出代码了，如下。
RCC_OscInitTypeDef主要对RCC内部/外部振荡器（HSE，HSI，CSI，LSE和LSI）配置的结构定义，主要是定义要配置的振荡器、时钟源的状态、校准值和PLL的参数。通过给结构体成员赋值即可开或者关对应的时钟，并可以配置PLL的参数。

stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
7 G* x' R$ }. Z( w
typedef struct2 K' L& Z- W$ J% f4 L
{0 F6 i# O9 j, _
uint32_t OscillatorType; /* 要配置的振荡器 */
9 F6 }& q _2 L _' k
uint32_t HSEState; /* HSE的新状态 */
3 S' f- Y/ Z8 F
uint32_t LSEState; /* LSE的新状态 */ ; _8 A. v3 i- D
uint32_t HSIState; /* HSI的新状态 */
' X& ^3 I* Y" l u& u9 D; l+ m% Z
uint32_t HSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ 0 q. T$ l$ i' U) T9 ~
uint32_t HSIDivValue; /* HSI的分频系数 */ ' I" `) Y; |# u' g0 e+ K$ H* C
uint32_t LSIState; /* LSI的新状态 */ ' J' q' v( q! Q3 I* w. ?( A; E
uint32_t CSIState; /* CSI的新状态 */
- H; F" j3 _; |) F/ a% ?, e
uint32_t CSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ ( x& i/ A" r* @' G* |. J' y
RCC_PLLInitTypeDef PLL; /* PLL1结构参数 */
* b2 W" X5 [8 z5 Q
RCC_PLLInitTypeDef PLL2; /* PLL2结构参数 */ # ` A6 r+ _* K: w: b% ?
RCC_PLLInitTypeDef PLL3; /* PLL3结构参数 */ + r+ `& U( n- J6 J. r) y
RCC_PLLInitTypeDef PLL4; /* PLL4结构参数 */
6 E; B$ H, w6 A1 P7 s; l
} RCC_OscInitTypeDef;

复制代码

我们查看PLL的结构参数有哪些，如下，此结构体定义了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量，通过给这些结构体成员赋值即可配置PLL的时钟。

stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
0 v6 {1 F8 b! P! y) F. N
+ h2 r. x9 u/ n- D8 M, o
typedef struct
$ o0 ~# s( x! S$ B
{6 n! c! y6 w5 Y; \( | |
uint32_t PLLState; /* PLL的新状态 /, g/ G# E; ?5 ]1 |1 V& E4 L
uint32_t PLLSource; / PLL输入时钟源 /
& \: G8 F$ R8 t
uint32_t PLLM; / PLL VCO输入时钟的分频系数DIVM /
2 I6 x0 X% u. n+ r2 \1 w4 d; s# s- u
uint32_t PLLN; / PLL VCO输出时钟的倍数DIVN /7 j. O+ J' P3 M( q! P" @
uint32_t PLLP; / 分频因子DIVP /
" M* \4 W5 ]5 @, j- {& T
uint32_t PLLQ; / 分频因子DIVQ /
( A" S& D) ~7 y9 ?) Z8 x. G+ q
uint32_t PLLR; / 分频因子DIVR /& n) e4 N' y2 d/ @. `2 _6 ?
uint32_t PLLRGE; / PLL3和PLL4的PLL输入频率范围 / E. C& y" N8 c! X( `
uint32_t PLLFRACV; / PLL VCO乘数的小数部分FRACV /
2 l, B* q7 \4 T- \) h. p3 Z
uint32_t PLLMODE; / 使用PLL模式 // B+ C' b. r8 W9 C5 W6 C. }/ t
uint32_t MOD_PER; / 调制周期调整 /9 E" h7 c* J# X& P+ ]$ m+ @
uint32_t RPDFN_DIS; / 抖动的RPDF噪音控制 /' U8 K9 Z2 t$ w4 j, \/ Z
uint32_t TPDFN_DIS; / 抖动的TPDF噪声控制 /
9 {5 j9 O3 }6 x- u& e: L+ z. s
uint32_t SSCG_MODE; / 扩频时钟发生器模式 /; ~ ~! h2 U5 C1 B( a& w
uint32_t INC_STEP; / 调制深度调整*/
; f% N$ o9 s0 c# E8 u
} RCC_PLLInitTypeDef;
3 q: S' O" u4 \) x/ @# I
第19行，定义RCC_ClkInitTypeDef类型结构体变量，并初始化为0，即AXI子系统、MCU子系统时钟源默认来自HSI，且AXI时钟和MCU时钟以及APB1~APB5时钟的分频器的分频值为0（没有分频）。
( N1 Z! A4 I. q0 O3 q6 T
RCC_ClkInitStruct此结构体我们在前面也有讲解过。RCC_ClkInitTypeDef结构体定义如下，主要是定义AXI和MPU的时钟源以及分频系数，还有APB1~APB5的分频系数，通过给结构体成员赋值即可实现对MPU、AXI和APB进行分频。2 C( C; a. _" W
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码& U) V. V+ @% J3 u/ P; C6 U
|( t! _. U; P
typedef struct% b6 t/ l8 g% S1 n$ h2 u6 n
{- r1 M" {& A: Z
uint32_t ClockType; /* 时钟源选择 /7 Q" F3 {7 z, R+ x( ^2 b T* L6 f/ p
RCC_MPUInitTypeDef MPUInit; / MPU结构参数(时钟源和分频数) /
7 |- y0 B/ C* E8 Q
RCC_AXISSInitTypeDef AXISSInit; / AXI结构参数(时钟源和分频数)/
& p8 ?; I. a0 @% E& \* j
RCC_MCUInitTypeDef MCUInit; / APB4分频数 /
; u" ?% J; X& ~. w' C8 d( s
uint32_t APB4_Div; / APB4分频数 /
+ n# f: n M3 V. g
uint32_t APB5_Div; / APB5分频数 /
4 s2 c9 A9 Q+ `' }5 V
uint32_t APB1_Div; / APB1分频数 /+ m; ~# h" g& e! C/ A
uint32_t APB2_Div; / APB2分频数 /
' t0 {8 C. h1 O! d
uint32_t APB3_Div; / APB3分频数 */
" D; M5 |# W1 i
} RCC_ClkInitTypeDef;

复制代码

分析完了结构体，整个系统时钟初始化就大概明白了，需要哪个时钟源，要用那个PLL以及PLL的各个参数，要对那根总线进行分频以及分频系数是多少等等，我们都可以通过给结构体成员赋值来实现。SystemClock_Config函数其实也是这么做的，我们接着分析此函数剩下的代码。
第21到第34行，给RCC_OscInitTypeDef结构中的成员变量赋值完成初始化RCC振荡器，开启了HSE，配置PLL3为209MHz。
第55到58行，调用HAL_RCC_OscConfig函数真正完成HSE、HSI、LSI 和 PLL3的配置。
第65到第86行，给RCC_ClkInitStruct结构体成员赋值，完成AXI、MCU和APB的时钟分配。其中：
AXI时钟源来自HSI，经过1分频后最终频率为64MHz；
MCU时钟源来自PLL3，经过1分频后最终频率为209MHz；
确定了AXI的时钟，那么APB4和APB5的时钟源也就确定了。APB4和APB5经过1分频后最终频率为64MHz；
确定了MCU的时钟，那么APB1APB5的时钟源也就确定了。APB1APB2经过1分频后最终时钟频率为104.5MHz。
可能大家会问，为啥没看到AHB1AHB6相关的代码呢？这个系统就默认配置好了，因为他们不需要经过分频器。AHB1AHB4的时钟直接通过mcuss_ck获得，为64MHz。AHB5~AHB6的时钟直接通过axiss_ck获得，为209MHz。
9.5.3 main函数调用
在main函数中调用系统时钟配置函数的代码：

if(IS_ENGINEERING_BOOT_MODE())$ M4 Y) A# R! H% H5 K
{
; d3 E0 K B; r" g2 X/ h
SystemClock_Config();
. Z9 a' s1 A6 S( Y$ w
}

复制代码

其中，先判断IS_ENGINEERING_BOOT_MODE()函数的返回值，如果为TRUE 则初始化系统时钟，如果为FALSE，条件不成立，if语句不执行。我们来看看IS_ENGINEERING_BOOT_MODE函数：

stm32mp157dxx_cm4.h文件代码
) N, m7 Q" R% ~5 i7 n
#define IS_ENGINEERING_BOOT_MODE() (((SYSCFG->BOOTR) & \ (SYSCFG_BOOTR_BOOT2|SYSCFG_BOOTR_BOOT1|SYSCFG_BOOTR_BOOT0)) == \ (SYSCFG_BOOTR_BOOT2))

复制代码

函数IS_ENGINEERING_BOOT_MODE通过判断引脚BOOT2 是否为1，为1的话表示从MCU启动（ST官方叫做工程启动模式），然后调用IS_ENGINEERING_BOOT_MODE函数来初始化系统时钟。
大家可以分析一下第二个工程MCU_HSI的系统时钟代码，对比看看它们的区别。
关于外设时钟初始化部分，下面的章节小结有总，我们也会在对应的外设实验章节进行讲解。

9.5.4 HAL_Delay的计时
关于HAL_Delay是怎么实现计时的，我们在前面第7.4.2小节有分析过，关于Systick我们后面会有专门的实验章节做讲解。默认情况下，STM32CubeMX使用Systick作为时基给其它程序提供计时，例如HAL_Delay延时函数，以及串口程序中的Timeout 超时机制等等。