8.1 [时钟]时钟树

时钟和时钟树的概念

分频器、锁相环和复用器

树根

	内	外
低	LSI（Low Speed Internal，40kHz）	LSE（Low Speed External，32.768kHz）
高	HSI（High Speed Internal，8MHz）	HSE（High Speed External，4~16MHz）

• 高速：
  • HSI：内部 8MHz RC 振荡器
  • HSE：外部 4~16MHz 晶振（常用 8MHz）
• 低速：
  • LSI：内部 40kHz RC 振荡器（供 IWDG）
  • LSE：外部 32.768kHz 晶振（供 RTC）

树干

树枝

8.2 [时钟]时钟树编程

时钟树的初始状态

标准库的启动代码

实验代码

用分号注释
; LDR R0, =SystemInit

; BLX R0

#include "stm32f10x.h"

int main(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    while(1)
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_RESET);
        for(uint32_t i = 0; i<400000; i++); // 延迟500ms
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_SET);
        for(uint32_t i = 0; i<400000; i++); // 延迟500ms
    }
}

时钟树的编程接口

RCC 定义

RCC = Reset And Clock Controller，是 STM32 中负责时钟管理、复位控制的核心模块，所有外设时钟的开启 / 配置都依赖它。

函数原型	核心作用
void RCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE);	配置 高速外部时钟（HSE） 的开关状态（开启 / 关闭）
void RCC_HSICmd(FunctionalState NewState);	控制 ** 高速内部时钟（HSI）**的使能 / 禁用
void RCC_PLLConfig(uint32_t RCC_PLLSource, uint32_t RCC_PLLMul);	配置锁相环（PLL）的时钟源（HSI/2 或 HSE）和倍频系数（×2~×16）
void RCC_PLLCmd(FunctionalState NewState);	控制 PLL（锁相环）的使能 / 禁用
void RCC_SYSCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLKSource);	选择 **系统时钟（SYSCLK）**的来源（HSI/HSE/PLL）
void RCC_HCLKConfig(uint32_t RCC_SYSCLK);	配置 AHB 总线时钟（HCLK），由 SYSCLK 分频得到（供 CPU 内核）
void RCC_PCLK1Config(uint32_t RCC_HCLK);	配置 APB1 总线时钟（PCLK1），由 HCLK 分频得到（低速外设专用，最高 36MHz）
void RCC_PCLK2Config(uint32_t RCC_HCLK);	配置 APB2 总线时钟（PCLK2），由 HCLK 分频得到（高速外设专用，最高 72MHz）
FlagStatus RCC_GetFlagStatus(uint8_t RCC_FLAG);	读取 RCC 相关标志位（如时钟稳定标志、复位标志等）
uint8_t RCC_GetSYSCLKSource(void);	获取当前 SYSCLK 的实际时钟源（HSI/HSE/PLL）

配置时钟树

配置Flash指令预取

App_SystemClock_Init

void App_SystemClock_Init(void);

void App_SystemClock_Init(void)
{
    FLASH_PrefetchBufferCmd(ENABLE);
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    
    // #1. 开启HSE
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);
    
    // #2. 配置并启动锁相环
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    
    // #3. 配置AHB APB1 和APB2分频器的分频系数
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
    
    // #4. 切换SYSCLK的来源
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
}

片上外设开关和复位

时钟控制函数

函数原型	作用	对应总线
void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState);	开启 / 关闭AHB 总线外设时钟	AHB（如 DMA、SRAM、FSMC 等）
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);	开启 / 关闭APB2 总线外设时钟	APB2（如 GPIOA~G、USART1、SPI1、ADC1、TIM1 等高速外设）
void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);	开启 / 关闭APB1 总线外设时钟	APB1（如 USART2/3、SPI2、I2C1/2、CAN、TIM2~4 等低速外设，最高 36MHz）

外设复位函数

函数原型	作用	对应总线
void RCC_APB2PeriphResetCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);	复位APB2 总线上的外设	APB2
void RCC_APB1PeriphResetCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);	复位APB1 总线上的外设	APB1

完整实验代码

#include "stm32f10x.h"

void App_SystemClock_Init(void);

int main(void)
{
    App_SystemClock_Init();
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    while(1)
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_RESET);
        for(uint32_t i = 0; i<400000; i++); // 延迟500ms
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_SET);
        for(uint32_t i = 0; i<400000; i++); // 延迟500ms
    }
}

void App_SystemClock_Init(void)
{
    FLASH_PrefetchBufferCmd(ENABLE);
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    
    // #1. 开启HSE
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);
    
    // #2. 配置并启动锁相环
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    
    // #3. 配置AHB APB1 和APB2分频器的分频系数
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
    
    // #4. 切换SYSCLK的来源
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
}