2.1 時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)圖

STM32屬于Cortex-M3內(nèi)核的單片機(jī)，時(shí)鐘結(jié)構(gòu)比之前的51單片機(jī)較復(fù)雜的多，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，STM32F103的時(shí)鐘結(jié)構(gòu)如下圖所示。

根據(jù)上圖可以看到，STM32F103系列單片機(jī)具有4個(gè)時(shí)鐘源，內(nèi)部的8MHz時(shí)鐘發(fā)生器，外部的晶體振蕩器接口，最高支持16MHz，外部的32.768kHz晶體振蕩器接口和內(nèi)部的40kHz時(shí)鐘發(fā)生器，其中32.768kHz和40kHz主要用于內(nèi)部RTC時(shí)鐘脈沖，8MHz的晶振通過(guò)PLL時(shí)鐘倍乘器，將系統(tǒng)總線時(shí)鐘提高為72MHz。

   STM32F103系列內(nèi)部具有2條外設(shè)時(shí)鐘總線，APB1和APB2，其中APB2的時(shí)鐘最高可達(dá)72MHz，APB1的時(shí)鐘最高可達(dá)36MHz，通過(guò)配置對(duì)應(yīng)的寄存器，就可以將CPU內(nèi)核時(shí)鐘提高到最大速度。

   通過(guò)最小系統(tǒng)可以看到，我們使用外部高速晶體振蕩器接口，外接8MHz晶振，RTC則是使用32.768kHz晶振，現(xiàn)在我們來(lái)通過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)來(lái)配置對(duì)應(yīng)的寄存器位來(lái)配置APB2時(shí)鐘達(dá)到72MHz，APB1時(shí)鐘達(dá)到36MHz。

2.2 時(shí)鐘配置

上圖是ST公司推出的一款軟件，這款軟件可以自動(dòng)生成寄存器代碼，但是我們?cè)谶@里只用到其中提供的時(shí)鐘配置功能，通過(guò)上面的時(shí)鐘結(jié)構(gòu)，我們可以得到配置時(shí)鐘的大概流程。

2.2.1 時(shí)鐘配置流程

（1）開啟HSE時(shí)鐘接口，這個(gè)接口用于使能晶體振蕩器輸入端；

（2）設(shè)置PLL倍頻系數(shù)為9，因?yàn)橥饨?MHz時(shí)鐘，所以設(shè)置系數(shù)為9就可以輕松達(dá)到8×9=72MHz的時(shí)鐘頻率；

（3）設(shè)置時(shí)鐘源為PLLCLK，因?yàn)镠SE使用的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)最終的輸出就是PLL時(shí)鐘脈沖；

（4）設(shè)置APB1時(shí)鐘總線的分頻系數(shù)為2，因?yàn)锳PB1時(shí)鐘總線最高頻率只有36MHz；

（5）設(shè)置APB2時(shí)鐘總線的分頻系數(shù)為1。

2.2.2 相關(guān)寄存器

（1） 時(shí)鐘控制寄存器 ：RCC_CR

Bit 25：PLL準(zhǔn)備狀態(tài)

0：PLL解鎖

          1：PLL鎖定

Bit 24：PLL使能

0：PLL關(guān)閉

          1：PLL打開

Bit 19：時(shí)鐘安全系統(tǒng)開關(guān)

0：時(shí)鐘保護(hù)關(guān)閉

          1：時(shí)鐘保護(hù)打開

Bit 18：HSE旁路（禁用HSE振蕩器時(shí)才能寫入）

0：HSE禁止旁路

          1：HSE打開旁路

Bit 17：HSE準(zhǔn)備狀態(tài)

0：HSE未準(zhǔn)備好

          1：HSE準(zhǔn)備完畢

Bit 16：HSE時(shí)鐘使能

0：HSE時(shí)鐘關(guān)閉

          1：HSE時(shí)鐘打開

Bit 15~ Bit 8：HSI校準(zhǔn)值（這個(gè)值在啟動(dòng)的時(shí)候自動(dòng)初始化）

Bit 7~ Bit 3：HSI微調(diào)（對(duì)其進(jìn)行編程以適應(yīng)電壓和溫度的變化影響內(nèi)部HSI的頻率。初始值16，步長(zhǎng)約為40kHz）

Bit 1：HSI準(zhǔn)備狀態(tài)

0：HIS未準(zhǔn)備好

          1：HSI準(zhǔn)備完畢

Bit 0：HSI時(shí)鐘使能

0：HIS時(shí)鐘關(guān)閉

          1：HSI時(shí)鐘開啟

（2） 時(shí)鐘配置寄存器 ：RCC_CFGR

Bit 26~Bit 24：芯片時(shí)鐘輸出

0xx：禁止輸出

          100：選擇系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK

          101：選擇HSI時(shí)鐘

          110：選擇HSE時(shí)鐘

          111：選擇PLL分頻輸出（2分頻）

Bit 22：USB時(shí)鐘分頻系數(shù)

0：PLL時(shí)鐘1.5分頻作為USB時(shí)鐘

          1：PLL時(shí)鐘不分頻作為USB時(shí)鐘

Bit 21~Bit 18：PLL倍頻系數(shù)

0000：2倍頻

          0001：3倍頻

          0010：4倍頻

          0011：5倍頻

          0100：6倍頻

          0101：7倍頻

          0110：8倍頻

          0111：9倍頻

          1000：10倍頻

          1001：11倍頻

          1010：12倍頻

          1011：13倍頻

          1100：14倍頻

          1101：15倍頻

          1110：16倍頻

          1111：16倍頻

Bit 17：HSE輸入分頻器

0：HSE輸入不分頻

          1：HSE輸入2分頻

Bit 16：PLL時(shí)鐘選擇（PLL處于禁止模式才能寫入）

0：HSI時(shí)鐘2分頻作為PLL時(shí)鐘輸入

          1：HSE作為PLL時(shí)鐘輸入

Bit 15~Bit 14：ADC分頻系數(shù)

00：PCLK2分頻系數(shù)為2

          01：PCLK2分頻系數(shù)為4

          10：PCLK2分頻系數(shù)為6

          11：PCLK2分頻系數(shù)為8

Bit 13~Bit 11：APB2分頻系數(shù)（最高可達(dá)72MHz）

0xx：HCLK不分頻

          100：HCLK分頻系數(shù)為2

          101：HCLK分頻系數(shù)為4

          110：HCLK分頻系數(shù)為8

          111：HCLK分頻系數(shù)為16

Bit 10~Bit 8：APB1分頻系數(shù)（最高只能達(dá)到36MHz）

0xx：HCLK不分頻

          100：HCLK分頻系數(shù)為2

          101：HCLK分頻系數(shù)為4

          110：HCLK分頻系數(shù)為8

          111：HCLK分頻系數(shù)為16

Bit 7~Bit 4：AHB總線預(yù)分頻系數(shù)

0xxx：SYSCLK不分頻

          1000：SYSCLK分頻系數(shù)為2

          1001：SYSCLK分頻系數(shù)為4

          1010：SYSCLK分頻系數(shù)為8

          1011：SYSCLK分頻系數(shù)為16

          1100：SYSCLK分頻系數(shù)為64

          1101：SYSCLK分頻系數(shù)為128

          1110：SYSCLK分頻系數(shù)為256

          1111：SYSCLK分頻系數(shù)為512

Bit 3~Bit 2：系統(tǒng)時(shí)鐘選擇狀態(tài)

00：HSI作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          01：HSE作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          10：PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          11：保留

Bit 1~Bit 0：系統(tǒng)時(shí)鐘選擇

00：選擇HSI作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          01：選擇HSE作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          10：選擇PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘

          11：保留

2.3 設(shè)置例程

配置STM32的時(shí)鐘需要?jiǎng)?chuàng)建幾個(gè)文件，這幾個(gè)文件如下表所示。

（1）創(chuàng)建上述三個(gè)文件，其中c文件添加進(jìn)工程中，h文件包含進(jìn)程序中，如下圖所示。

（2）stm32f103x.h文件輸入以下內(nèi)容：

這個(gè)文件用于定義程序用到的所有寄存器的地址和結(jié)構(gòu)體，是整個(gè)STM32程序的最基礎(chǔ)的文件。

（3）sys.h輸入以下內(nèi)容

sys.h文件用于定義STM32的時(shí)鐘配置和中斷配置，以及后面的端口位操作模式。

（3）sys.c文件輸入以下內(nèi)容

void STM32_Clock_Init( u8 PLL )
{
   RCC->CR |= 0x00010000 ;              //外部高速時(shí)鐘使能HSEON
  while( !( RCC->CR>>17 ) ) ;              //等待外部時(shí)鐘就緒
  RCC->CFGR = 0x00000400 ;            //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;
  PLL -= 2 ;                    //抵消2個(gè)單位(因?yàn)槭菑?開始的,設(shè)置0就是2)
  RCC->CFGR |= ( u32 )PLL<<18 ;            //設(shè)置PLL值 2~16
  RCC->CFGR |= 1<<16 ;              //PLLSRC ON
  FLASH->ACR |= 0x32 ;                //FLASH 2個(gè)延時(shí)周期
  RCC->CR |= 1<<24 ;                //PLLON
  while( ( RCC->CR&0x02000000 )!=0x02000000 ) ;    //等待PLL鎖定
  RCC->CFGR |= 0x00000002 ;            //PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘
  while( ( RCC->CFGR&0x0000000C )!=0x00000008 ) ;  //等待PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置成功
}

這個(gè)文件的函數(shù)就是真正配置時(shí)鐘的過(guò)程，可以對(duì)照之前描述的配置時(shí)鐘的過(guò)程來(lái)看這段代碼。