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【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

程序员文章站 2024-02-22 12:08:16
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RCC是学习STM32中最重要、必须会的一个功能。RCC时钟决定了内部所有功能的开关与性能。

STM32内部的每一个功能都必须有时钟源才能工作。RCC本质上是决定开启或关闭哪些功能的时钟源，并给开启的时钟源设定频率。

**我已经将本资料内容整理后录制了视频《STM32入门100步》
其中2集涉及到RCC的原理和使用：（B站在线）**

全部视频下载：http://www.doyoung.net/YT/index.html

先在知道几个专用名词：（请熟记）

  • RCC：时钟设置、外设复位和时钟管理。 *
  • HSE：外部高速晶振，即是OSC_IN和OSC_OUT接口所接的4~16MHz的晶振，一般接8MHz。 *
  • LSE：外部低速晶振，即是OSC32_IN和OSC32_OUT接口，指外部用于RTC的32.768KHz晶振。 *
  • HSI：内部高速晶振，出厂校准的8MHz内部RC振荡器。 *
  • LSI：内部低速晶振，带有校准功能的40KHz的内部RC振荡器。 *
  • RTC：实时时钟，用于带有年、月、日、小时、分钟、秒钟的计时器。 *
  • PLL：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。
  • SYSCLK：系统时钟，最高72MHz。 *
  • AHB：高级高性能总线，这是一种“系统总线”AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。 *
  • APB：是一种外围总线。APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART等，它的总线架构不像 AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。

网上找到的对时钟问题的解释：

PLLCLK、SYSCLK、HCKL、PCLK1、PCLK2

1、HSI:高速内部时钟信号 stm32单片机内带的时钟 (8M频率) 精度较差
2、HSE:高速外部时钟信号 精度高 来源(1)HSE外部晶体/陶瓷谐振器(晶振) (2)HSE用户外部时钟
3、LSE:低速外部晶体 32.768kHz 主要提供一个精确的时钟源 一般作为RTC时钟使用
在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
　　①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。
　　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。
　　④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。
　　⑤、PLL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。
　　其中40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用，另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。
实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE，或者是HSE的128分频。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。
　　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，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。
　　STM32还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。
　　系统时钟SYSCLK，它是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟最大频率为72MHz，它通过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、送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。
　　②、通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟。
　　③、直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK。
　　④、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)，另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器2、3、4使用。
　　⑤、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)，另一路送给定时器(Timer)1倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器1使用。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。
　　在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。
　　需要注意的是定时器的倍频器，当APB的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。
　　连接在APB1(低速外设)上的设备有：电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号，但它应该不是供USB模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。
　　连接在APB2(高速外设)上的设备有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。

各时钟输入的性能区别：

【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

RCC时钟的树形结构图及细节放大图：
【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）
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【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

注意：
【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

涉及的寄存器：
RCC 寄存器结构，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下：
typedef struct
{
vu32 CR; //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能
vu32 CFGR; //PLL等的时钟源选择以及分频系数设定
vu32 CIR; // 清除/使能 时钟就绪中断
vu32 APB2RSTR; //APB2线上外设复位寄存器
vu32 APB1RSTR; //APB1线上外设复位寄存器
vu32 AHBENR; //DMA，SDIO等时钟使能
vu32 APB2ENR; //APB2线上外设时钟使能
vu32 APB1ENR; //APB1线上外设时钟使能
vu32 BDCR; //备份域控制寄存器
vu32 CSR;
} RCC_TypeDef;

在标准库说明文档中有关RCC函数库的部分：
【STM32入门100步】RCC的功能与使用（含教学视频）

标准库说明 完整文档的百度云下载：https://pan.baidu.com/s/1i57UGLn

根据以上资料最终整理出来的RCC设置程序：

void RCC_Configuration(void){ //RCC时钟的设置  
    ErrorStatus HSEStartUpStatus;   
    RCC_DeInit();              /* RCC system reset(for debug purpose) RCC寄存器恢复初始化值*/   
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); /* Enable HSE 使能外部高速晶振*/   
    HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); /* Wait till HSE is ready 等待外部高速晶振使能完成*/   
    if(HSEStartUpStatus == SUCCESS){   
        /*设置PLL时钟源及倍频系数*/   
        RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //RCC_PLLMul_x（枚举2~16）是倍频值。当HSE=8MHZ,RCC_PLLMul_9时PLLCLK=72MHZ   
        /*设置AHB时钟（HCLK）*/   
        RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //RCC_SYSCLK_Div1——AHB时钟 = 系统时钟(SYSCLK) = 72MHZ（外部晶振8HMZ）   
        /*注意此处的设置，如果使用SYSTICK做延时程序，此时SYSTICK(Cortex System timer)=HCLK/8=9MHZ*/   
        RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //设置低速AHB时钟（PCLK1）,RCC_HCLK_Div2——APB1时钟 = HCLK/2 = 36MHZ（外部晶振8HMZ）   
        RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //设置高速AHB时钟（PCLK2）,RCC_HCLK_Div1——APB2时钟 = HCLK = 72MHZ（外部晶振8HMZ）   
        /*注：AHB主要负责外部存储器时钟。APB2负责AD，I/O，高级TIM，串口1。APB1负责DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2，3，4，5，普通TIM */  
        FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //设置FLASH存储器延时时钟周期数   
        /*FLASH时序延迟几个周期，等待总线同步操作。   
        推荐按照单片机系统运行频率：
        0—24MHz时，取Latency_0；   
        24—48MHz时，取Latency_1；   
        48~72MHz时，取Latency_2*/   
        FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //选择FLASH预取指缓存的模式，预取指缓存使能   
        RCC_PLLCmd(ENABLE);    //使能PLL
        while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //等待PLL输出稳定   
        RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //选择SYSCLK时钟源为PLL
        while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); //等待PLL成为SYSCLK时钟源   
    }  
    /*开始使能程序中需要使用的外设时钟*/   
//    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |   
//    RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //APB2外设时钟使能      
//    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); //APB1外设时钟使能  
//    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);   
//    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);        
//    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);    
}

相关源程序百度云下载：

相关标签： STM32 ARM RCC 时钟 杜洋

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