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编程问答

STM32-时钟-时钟树-时钟初始化配置

發布時間：2025/3/12 编程问答 24 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 STM32-时钟-时钟树-时钟初始化配置小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1.STM32時鐘

STM32有5個時鐘源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL
HSI是高速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為16MHz，精度不高。可以直接作為系統時鐘或者用作PLL時鐘輸入。
HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為4MHz~26MHz。
LSI是低速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為32kHz，提供低功耗時鐘。主要供獨立看門狗和自動喚醒單元使用。
LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。RTC
PLL為鎖相環倍頻輸出。 STM32F4有三個PLL:
主PLL(PLL)由HSE或者HSI提供時鐘信號，并具有兩個不同的輸出時鐘。

①第一個輸出PLLP用于生成高速的系統時鐘（最高180MHz）

②第二個輸出PLLQ為48M時鐘，用于USB OTG FS時鐘，隨機數發生器的時鐘和SDIO時鐘。

第一個專用PLL(PLLI2S)生成精確時鐘，在I2S和SAI1上實現高品質音頻

N是用于PLLI2S vco的倍頻系數，其取值范圍是：192~432；

R是I2S時鐘的分頻系數，其取值范圍是：2~7；

Q是SAI時鐘分頻系數，其取值范圍是：2~15；P沒用到。
第二個專用PLL(PLLSAI)同樣用于生成精確時鐘，用于SAI1輸入時鐘，同時還為LCD_TFT接口提供精確時鐘。

N是用于PLLSAI vco的倍頻系數，其取值范圍是：192~432；

Q是SAI時鐘分頻系數，其取值范圍是：2~15；

R是LTDC時鐘的分頻系數，其取值范圍是：2~7；P沒用到。
PLLCLK=HSE*N/(M * P)，可以通過改變N、M、P改變PLLCLK的頻率
系統時鐘SYSCLK可來源于三個時鐘源：

? ①、HSI振蕩器時鐘

? ②、HSE振蕩器時鐘

? ③、PLL時鐘

任何外設在使用之前，必須使能相應的時鐘
STM32F4時鐘信號輸出MCO1（PA8）和MCO2(PC9）,MCO1:用戶可以配置預分頻器（1~ 5）向MCO1引腳PA8輸出4個不同的時鐘源：HIS、LSE、HSE、PLL。MCO2:用戶可以配置預分頻器（1~ 5）向MCO2引腳PC9輸出4個不同的時鐘源：HSE、PLL、SYSCLK、PLLI2S 。MCO最大輸出時鐘不超過100MHz。
RCC時鐘控制相關寄存器定義在stm32f429xx.h中。結構體： RCC_TypeDef;RCC時鐘相關定義和函數在文件stm32f4xx_hal_rcc.h、stm32f4xx_hal_rcc.c 。

2.Stm32_Clock_Init

在CORE-startup_stm32f429xx.s文件中找到Reset_Handler，這一部分代碼作用是引導程序，可以看到先執行SystemInit函數再執行main。

; Reset handler Reset_Handler PROCEXPORT Reset_Handler [WEAK]IMPORT SystemInitIMPORT __mainLDR R0, =SystemInitBLX R0LDR R0, =__mainBX R0ENDP; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)

可以在USER-system_stm32f7xx.c文件中找到SystemInit函數。其中/* Set HSION bit */可以看出系統初始化之后默認使用HSI作為系統時鐘來源，因為不知道外部時鐘是否準備好。

void SystemInit(void) {/* FPU settings ------------------------------------------------------------*/#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */#endif/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------*//* Set HSION bit */RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;/* Reset CFGR register */RCC->CFGR = 0x00000000;/* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;/* Reset PLLCFGR register */RCC->PLLCFGR = 0x24003010;/* Reset HSEBYP bit */RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;/* Disable all interrupts */RCC->CIR = 0x00000000;/* Configure the Vector Table location add offset address ------------------*/ #ifdef VECT_TAB_SRAMSCB->VTOR = RAMDTCM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */ #elseSCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */ #endif }

時鐘配置一般步驟：

使能PWR時鐘：調用函數 _HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE()。
設置調壓器輸出電壓級別：調用函數 _HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG()。
選擇是否開啟Over-Driver功能：調用函數HAL_PWREx_EnableOverDrive()。
配置時鐘源相關參數：調用函數HAL_RCC_OscConfig()。
配置系統時鐘源以及AHB,APB1和APB2的分頻系數：調用函數HAL_RCC_ClockConfig()。

在STSTEM-sys.c文件中找到Stm32_Clock_Init函數：

//時鐘設置函數 //Fvco=Fs*(plln/pllm); //Fsys=Fvco/pllp=Fs*(plln/(pllm*pllp)); //Fusb=Fvco/pllq=Fs*(plln/(pllm*pllq));//Fvco:VCO頻率 //Fsys:系統時鐘頻率 //Fusb:USB,SDIO,RNG等的時鐘頻率 //Fs:PLL輸入時鐘頻率,可以是HSI,HSE等. //plln:主PLL倍頻系數(PLL倍頻),取值范圍:64~432. //pllm:主PLL和音頻PLL分頻系數(PLL之前的分頻),取值范圍:2~63. //pllp:系統時鐘的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻),取值范圍:2,4,6,8.(僅限這4個值!) //pllq:USB/SDIO/隨機數產生器等的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻),取值范圍:2~15.//外部晶振為25M的時候,推薦值:plln=432,pllm=25,pllp=2,pllq=9. //得到:Fvco=25*(432/25)=432Mhz // Fsys=432/2=216Mhz // Fusb=432/9=48Mhz //返回值:0,成功;1,失敗 void Stm32_Clock_Init(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq) {HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStructure; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStructure;__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //使能PWR時鐘__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);//設置調壓器輸出電壓級別，以便在器件未以最大頻率工作RCC_OscInitStructure.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; //時鐘源為HSERCC_OscInitStructure.HSEState=RCC_HSE_ON; //打開HSERCC_OscInitStructure.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON; //打開PLLRCC_OscInitStructure.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE; //PLL時鐘源選擇HSERCC_OscInitStructure.PLL.PLLM=pllm; //主PLL和音頻PLL分頻系數(PLL之前的分頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLN=plln; //主PLL倍頻系數(PLL倍頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLP=pllp; //系統時鐘的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLQ=pllq; //USB/SDIO/隨機數產生器等的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻)ret=HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure);//初始化if(ret!=HAL_OK) while(1);ret=HAL_PWREx_EnableOverDrive(); //開啟Over-Driver功能if(ret!=HAL_OK) while(1);//選中PLL作為系統時鐘源并且配置HCLK,PCLK1和PCLK2RCC_ClkInitStructure.ClockType=(RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);RCC_ClkInitStructure.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;//設置系統時鐘時鐘源為PLLRCC_ClkInitStructure.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;//AHB分頻系數為1RCC_ClkInitStructure.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV4;//APB1分頻系數為4RCC_ClkInitStructure.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2;//APB2分頻系數為2ret=HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure,FLASH_LATENCY_7);//同時設置FLASH延時周期為7WS，也就是8個CPU周期。if(ret!=HAL_OK) while(1); }

對于 __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();可以在stm32fxx_hal_rcc.h中找到：

#define __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE() do { \__IO uint32_t tmpreg; \SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_PWREN);\/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_PWREN);\UNUSED(tmpreg); \} while(0)

因為后面設置調壓器輸出電壓級別和選擇是否開啟Over-Driver功能要用到PWR時鐘，所以先使能PWR時鐘。

對于以下兩函數頭文件，都位于HALLIB-stm32f7xx_hal_rcc.h文件中

配置時鐘源相關參數：調用函數HAL_RCC_OscConfig()。
配置系統時鐘源以及AHB,APB1和APB2的分頻系數：調用函數HAL_RCC_ClockConfig()。

HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct); HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t FLatency);

HAL_RCC_OscConfig函數配置時鐘源相關參數

選中RCC_OscInitTypeDef找到它的定義：

首先根據TYPE判斷操作的是哪個時鐘源，然后再對相應的時鐘源配置。

typedef struct {uint32_t OscillatorType; /*!< The oscillators to be configured.This parameter can be a value of @ref RCC_Oscillator_Type */uint32_t HSEState; /*!< The new state of the HSE.This parameter can be a value of @ref RCC_HSE_Config */uint32_t LSEState; /*!< The new state of the LSE.This parameter can be a value of @ref RCC_LSE_Config */uint32_t HSIState; /*!< The new state of the HSI.This parameter can be a value of @ref RCC_HSI_Config */uint32_t HSICalibrationValue; /*!< The HSI calibration trimming value (default is RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT).This parameter must be a number between Min_Data = 0x00 and Max_Data = 0x1F */uint32_t LSIState; /*!< The new state of the LSI.This parameter can be a value of @ref RCC_LSI_Config */RCC_PLLInitTypeDef PLL; /*!< PLL structure parameters */ }RCC_OscInitTypeDef;

其中的RCC_PLLInitTypeDef：可以看到里面有對PLL時鐘源等一系列配置。

typedef struct {uint32_t PLLState; /*!< The new state of the PLL.This parameter can be a value of @ref RCC_PLL_Config */uint32_t PLLSource; /*!< RCC_PLLSource: PLL entry clock source.This parameter must be a value of @ref RCC_PLL_Clock_Source */ uint32_t PLLM; /*!< PLLM: Division factor for PLL VCO input clock.This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 63 */ uint32_t PLLN; /*!< PLLN: Multiplication factor for PLL VCO output clock.This parameter must be a number between Min_Data = 50 and Max_Data = 432 */uint32_t PLLP; /*!< PLLP: Division factor for main system clock (SYSCLK).This parameter must be a value of @ref RCC_PLLP_Clock_Divider */uint32_t PLLQ; /*!< PLLQ: Division factor for OTG FS, SDMMC and RNG clocks.This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 15 */ #if defined (STM32F765xx) || defined (STM32F767xx) || defined (STM32F769xx) || defined (STM32F777xx) || defined (STM32F779xx)uint32_t PLLR; /*!< PLLR: Division factor for DSI clock.This parameter must be a number between Min_Data = 2 and Max_Data = 7 */ #endif /* STM32F767xx || STM32F769xx || STM32F777xx || STM32F779xx */ }RCC_PLLInitTypeDef;

調用HAL_RCC_OscConfig函數的方法如下：首先設置一下RCC_OscInitTypeDef類型的結構體。

RCC_OscInitStructure.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; //時鐘源為HSERCC_OscInitStructure.HSEState=RCC_HSE_ON; //打開HSERCC_OscInitStructure.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON; //打開PLLRCC_OscInitStructure.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE; //PLL時鐘源選擇HSERCC_OscInitStructure.PLL.PLLM=pllm; //主PLL和音頻PLL分頻系數(PLL之前的分頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLN=plln; //主PLL倍頻系數(PLL倍頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLP=pllp; //系統時鐘的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻)RCC_OscInitStructure.PLL.PLLQ=pllq; //USB/SDIO/隨機數產生器等的主PLL分頻系數(PLL之后的分頻)ret=HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure);//初始化

如果要配置HSI：可以找到RCC_OSCILLATORTYPE_HSE的定義，然后發現如下代碼塊，在RCC_OscInitStructure.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;代碼中，將RCC_OSCILLATORTYPE_HSE修改成RCC_OSCILLATORTYPE_HSI即可。

#define RCC_OSCILLATORTYPE_NONE ((uint32_t)0x00000000U) #define RCC_OSCILLATORTYPE_HSE ((uint32_t)0x00000001U) #define RCC_OSCILLATORTYPE_HSI ((uint32_t)0x00000002U) #define RCC_OSCILLATORTYPE_LSE ((uint32_t)0x00000004U) #define RCC_OSCILLATORTYPE_LSI ((uint32_t)0x00000008U)

同樣的方法可以配置其他的成員變量。

可以理解main函數的Stm32_Clock_Init，可以找到：Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //設置時鐘,216Mhz

然后找到Stm32_Clock_Init的定義，void Stm32_Clock_Init(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)

由于外部晶振是25M，現在Stm32_Clock_Init第二個參數pllm是25，因此外部晶振是25M經過/M后，變成1。然后*n再/p最后得到216M 。

HAL_RCC_ClockConfig配置系統時鐘源以及AHB,APB1和APB2的分頻系數

然后再看一下HAL_RCC_ClockConfig函數，HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t FLatency)

對于第一個參數RCC_ClkInitTypeDef 在HALLIB-stm32f7xx_hal_rcc.h文件中可找到：

/*** @brief RCC System, AHB and APB busses clock configuration structure definition */ typedef struct {uint32_t ClockType; /*!< The clock to be configured.This parameter can be a value of @ref RCC_System_Clock_Type */uint32_t SYSCLKSource; /*!< The clock source (SYSCLKS) used as system clock.This parameter can be a value of @ref RCC_System_Clock_Source */uint32_t AHBCLKDivider; /*!< The AHB clock (HCLK) divider. This clock is derived from the system clock (SYSCLK).This parameter can be a value of @ref RCC_AHB_Clock_Source */uint32_t APB1CLKDivider; /*!< The APB1 clock (PCLK1) divider. This clock is derived from the AHB clock (HCLK).This parameter can be a value of @ref RCC_APB1_APB2_Clock_Source */uint32_t APB2CLKDivider; /*!< The APB2 clock (PCLK2) divider. This clock is derived from the AHB clock (HCLK).This parameter can be a value of @ref RCC_APB1_APB2_Clock_Source */}RCC_ClkInitTypeDef;

對于第一個ClockType它可以選擇哪些值：也可以在HALLIB-stm32f7xx_hal_rcc.h文件找到

#define RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK ((uint32_t)0x00000001U) #define RCC_CLOCKTYPE_HCLK ((uint32_t)0x00000002U) #define RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 ((uint32_t)0x00000004U) #define RCC_CLOCKTYPE_PCLK2 ((uint32_t)0x00000008U)

對應于時鐘系統：可以配置SYSCLK、HCLK、PCLK

SYSCLK、HCLK、PCLK都是占用不同的位，而且HAL_RCC_ClockConfig里面是用if進行判斷而不是ifelse，所以可用或運算配置時鐘。

//選中PLL作為系統時鐘源并且配置HCLK,PCLK1和PCLK2RCC_ClkInitStructure.ClockType=(RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);RCC_ClkInitStructure.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;//設置系統時鐘時鐘源為PLLRCC_ClkInitStructure.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;//AHB分頻系數為1RCC_ClkInitStructure.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV4;//APB1分頻系數為4RCC_ClkInitStructure.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2;//APB2分頻系數為2ret=HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure,FLASH_LATENCY_7);//同時設置FLASH延時周期為7WS，也就是8個CPU周期。

配置調壓器輸出級別：

__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);//設置調壓器輸出電壓級別，以便在器件未以最大頻率工作。

首先找到__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG的定義：可以發現是通過PWR->CR寄存器來配置的。

VOS[1:0] =“0x01”時，fHCLK 最大值為 144 MHz。
VOS[1:0] =“0x10”時，fHCLK 最大值為 168 MHz。激活過驅動模式可將其擴展到
180 MHz。
VOS[1:0] =“0x11”時，fHCLK 最大值為 180 MHz。激活過驅動模式可將其擴展到
216 MHz。

#define __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(__REGULATOR__) do { \__IO uint32_t tmpreg; \MODIFY_REG(PWR->CR1, PWR_CR1_VOS, (__REGULATOR__)); \/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \tmpreg = READ_BIT(PWR->CR1, PWR_CR1_VOS); \UNUSED(tmpreg); \} while(0)

對于__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG的參數，可以找到：

#define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1 PWR_CR1_VOS #define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2 PWR_CR1_VOS_1 #define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3 PWR_CR1_VOS_0

通過 ret=HAL_PWREx_EnableOverDrive(); //可以開啟Over-Driver功能

配置FLASH等待周期

HAL_RCC_ClockConfig還有一個參數uint32_t FLatency，可以找到：

/** @defgroup FLASH_Latency FLASH Latency* @{*/ #define FLASH_LATENCY_0 FLASH_ACR_LATENCY_0WS /*!< FLASH Zero Latency cycle */ #define FLASH_LATENCY_1 FLASH_ACR_LATENCY_1WS /*!< FLASH One Latency cycle */ #define FLASH_LATENCY_2 FLASH_ACR_LATENCY_2WS /*!< FLASH Two Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_3 FLASH_ACR_LATENCY_3WS /*!< FLASH Three Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_4 FLASH_ACR_LATENCY_4WS /*!< FLASH Four Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_5 FLASH_ACR_LATENCY_5WS /*!< FLASH Five Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_6 FLASH_ACR_LATENCY_6WS /*!< FLASH Six Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_7 FLASH_ACR_LATENCY_7WS /*!< FLASH Seven Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_8 FLASH_ACR_LATENCY_8WS /*!< FLASH Eight Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_9 FLASH_ACR_LATENCY_9WS /*!< FLASH Nine Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_10 FLASH_ACR_LATENCY_10WS /*!< FLASH Ten Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_11 FLASH_ACR_LATENCY_11WS /*!< FLASH Eleven Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_12 FLASH_ACR_LATENCY_12WS /*!< FLASH Twelve Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_13 FLASH_ACR_LATENCY_13WS /*!< FLASH Thirteen Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_14 FLASH_ACR_LATENCY_14WS /*!< FLASH Fourteen Latency cycles */ #define FLASH_LATENCY_15 FLASH_ACR_LATENCY_15WS /*!< FLASH Fifteen Latency cycles */ /*** @}*/

CPU 時鐘 (HCLK) 頻率對應的等待周期數是通過一張表對應的：

然后就可以寫：ret=HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure,FLASH_LATENCY_7);//同時設置FLASH延時周期為7WS，也就是8個CPU周期。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32-时钟-时钟树-时钟初始化配置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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