【STM32】时钟系统RCC

╰+攻爆jí腚メ 2023-02-26 02:07 8阅读 0赞

**目录**

一、时钟树

1、时钟源

2、高速外部时钟信号(HSE)

3、低速外部时钟信号(LSE)

4、系统时钟（SYSCLK）

5、时钟输出（MCO）

6、AHB

参考文献

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# 一、时钟树 #

本文以STM32F103为例，将本人所知的关于STM32的时钟系统的知识点展示出来。

先贴上STM32F1系列的时钟树

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## 1、时钟源 ##

由时钟树可以，对于STM32来说，时钟源一共有四个，分别为  LSI 、LSE 、HSE 、HSI。另外一种说法为五个，加上PLL。个人认为，根据上面这个时钟树也可以看出，PLLCLK是HSE或者HSI经过锁相环倍频后的输出时钟信号，并不能说是STM32的时钟源之一，不过可以认为是STM32系统时钟SYSCLK的时钟源之一。

STM32的时钟可分为高速时钟（HSE、HSI、PLL）和低速时钟（LSI、LSE），也可以分为内部时钟（HSI、LSI、PLL）和外部时钟（HSE、LSE）。

根据上图标号顺序来解释各自功能

> 1、LSI：低速内部时钟，由STM32内部的RC 振荡器产生，频率为 40kHz。担当一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保持运行，为独立看门狗（IWDG）和自动唤醒单元提供时钟。  
> 2、LSE：低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的石英晶体。为实时时钟或其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。  
> 3、HSE：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。  
> 4、HSI：高速内部时钟，由STM32内部的RC 振荡器产生，频率为 8MHz，温漂较大，精度不高。  
> 5、PLL：锁相环倍频输出，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。当HSI被用于作为PLL时钟的输入时，系统时钟能得到的最大频率是36MHz。  
> 6、MCO：时钟输出。可以用来给外部其他系统提供时钟源。  
> 7、RTCCLK： RTC 时钟源。  
> 8、OTGFSCLK：USB时钟源。  
> 9、I2S：音频总线接口I2S的时钟源。I2S的主时钟可以产生所有从8kHz至96kHz之间的标准采样频率，而误差小于0.5%。  
> 10、SYSCLK：系统时钟。系统时钟可选择为 PLL 输出、HSI 或者 HSE。最大频率为 72MHz，可超频（不建议）。  
> 11、AHB：这里所有外设的时钟最终来源都是 SYSCLK。SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。

除了上述的时钟源以外，还涉及一个以太网的时钟信号，如标号12、13。以太网MAC的时钟(TX、RX和RMII)是由外部PHY提供。

## 2、高速外部时钟信号(HSE) ##

高速外部时钟信号(HSE)由以下两种时钟源产生：

> ● HSE用户外部时钟  
> ● HSE外部晶体/陶瓷谐振器

**外部时钟源（External clock）**

这个模式下需要外部来提供时钟信号，最大为50MHz。如下图的上半部分所示，外部时钟信号(50%占空比的方波、正弦波或  
三角波)必须连到SOC\_IN引脚，同时保证OSC\_OUT引脚悬空。

**外部晶体 外部晶体/ 陶瓷谐振器（External crystal/ceramic resonator）**

这个模式需要外接晶体来为整个系统提供时钟信号，频率范围为 4MHz~16MHz。需要注意的是：为了减少时钟输出的失真和缩短启动稳定时间，晶体/陶瓷谐振器和负载电容器必须尽可能地靠近振荡器引脚。**负载电容值必须根据所选择的振荡器来调整。**一般在购买晶振的时候会标注需要多大的起振电容。

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## 3、低速外部时钟信号(LSE) ##

LSE晶体是一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器。它为实时时钟或者其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。

通HSE一样，具备两种时钟输入模式，具体请参考HSE。

## 4、系统时钟（SYSCLK） ##

系统时钟（SYSCLK）的时钟源有三个

> ● 高速外部时钟信号(HSE)  
> ● 高速内部时钟信号(HSI)  
> ● 锁相环倍频输出(PLL)

系统时钟（SYSCLK）是供 STM32 中绝大部分部件工作的时钟源。通过多个预分频器配置AHB、高速APB(APB2)和低速APB(APB1)域的频率。AHB和APB2域的最大频率是72MHz。APB1域的最大允许频率是36MHz。

也可以将SYSCLK作为MCO（时钟输出）的时钟源。

**注：以下部件的时钟源不来自系统时钟**

> ● Flash存储器编程接口时钟始终是HSI时钟。  
> ● 全速USB OTG的48MHz时钟是从PLL得到。为了正常地操作USB全速OTG，应该配置PLL输出72MHz或48MHz。  
> ● I2S2和I2S3的时钟还可以从PLL3 VCO时钟(2xPLL3CLK)得到。  
> ● 以太网MAC的时钟(TX、RX和RMII)是由外部PHY提供。当使用以太网模块时，AHB时钟频率必须至少为25MHz。

## 5、时钟输出（MCO） ##

MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO，它可以选择一个时钟信号输出，如下图所示，可以选择为 HSI、HSE、PLL 输出或者系统时钟。这个时钟可以用来给外部其他系统提供时钟源。

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## 6、AHB ##

除了上述的几个部件之外，其余所有的外设时钟源均为AHB时钟提供。

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RCC通过AHB时钟(HCLK)8分频后作为Cortex系统定时器(SysTick)的外部时钟。通过对SysTick控制与状态寄存器的设置，可选择上述时钟或Cortex(HCLK)时钟作为SysTick时钟。ADC时钟由高速APB2时钟经2、4、6或8分频后获得等等。

具体各路时钟信号输出为

> ①、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，也就是 systick 了。  
> 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。  
> ⑤、送给 APB2 分频器。APB2 分频器分频输出一路供 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。

以上便是STM32F1的时钟树，不同的器件的时钟系统基本上大差不差，可能别的器件功能更加强大，会有更多的外设，其时钟源具体请参阅相关的参考文档。

# 参考文献 #

1、[RM0008 - STM32F10x参考手册][RM0008 - STM32F10x]

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[RM0008 - STM32F10x]: https://www.stmcu.org.cn/document/download/index/id-215318