[轉]Stm32時鍾分析
該分析材料大部分來自opendev論壇，我所做的只不過是加上一些自己的分析和整理，由於個人能力有限，紕漏之處在所難免，歡迎指正。
Stm32時鍾結構圖如下,（http://www.openedv.com/posts/list/302.htm）
對上圖的分析如下：
重要的時鍾：
PLLCLK,SYSCLK,HCKL,PCLK1,PCLK2 之間的關系要弄清楚;
1、HSI:高速內部時鍾信號 stm32單片機內帶的時鍾 (8M頻率) 精度較差
2、HSE:高速外部時鍾信號 精度高來源(1)HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振) (2)HSE用戶外部時鍾
3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz主要提供一個精確的時鍾源一般作為RTC時鍾使用
在STM32中，有五個時鍾源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
①、HSI是高速內部時鍾，RC振盪器，頻率為8MHz。
②、HSE是高速外部時鍾，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鍾源，頻率范圍為4MHz~16MHz。
③、LSI是低速內部時鍾，RC振盪器，頻率為40kHz。
④、LSE是低速外部時鍾，接頻率為32.768kHz的石英晶體。
⑤、PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鍾輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。
其中40kHz的LSI供獨立看門狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為實時時鍾RTC的時鍾源。另外，實時時鍾RTC的時鍾源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時鍾源通過RTCSEL[1:0]來選擇。
STM32中有一個全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個頻率為48MHz的時鍾源。該時鍾源只能從PLL輸出端獲取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當需要使用USB模塊時，PLL必須使能，並且時鍾頻率配置為48MHz或72MHz。
另外，STM32還可以選擇一個時鍾信號輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鍾。
系統時鍾SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時鍾源。系統時鍾可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統時鍾最大頻率為72MHz，它通過AHB分頻器分頻后送給各模塊使用，AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時鍾送給5大模塊使用：
①、送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鍾。
②、通過8分頻后送給Cortex的系統定時器時鍾。
③、直接送給Cortex的空閑運行時鍾FCLK。
④、送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB1外設使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鍾輸出供定時器2、3、4使用。
⑤、送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB2外設使用(PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鍾輸出供定時器1使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。
在以上的時鍾輸出中，有很多是帶使能控制的，例如AHB總線時鍾、內核時鍾、各種APB1外設、APB2外設等等。當需要使用某模塊時，記得一定要先使能對應的時鍾。
需要注意的是定時器的倍頻器，當APB的分頻為1時，它的倍頻值為1，否則它的倍頻值就為2。
連接在APB1(低速外設)上的設備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鍾信號，但它應該不是供USB模塊工作的時鍾，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鍾。USB模塊工作的時鍾應該是由APB1提供的。
連接在APB2(高速外設)上的設備有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。
涉及的寄存器：
RCC 寄存器結構，RCC_TypeDeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定義如下：
typedef struct
{
vu32 CR; //HSI,HSE,CSS,PLL等的使能
vu32 CFGR; //PLL等的時鍾源選擇以及分頻系數設定
vu32 CIR; // 清除/使能時鍾就緒中斷
vu32 APB2RSTR; //APB2線上外設復位寄存器
vu32 APB1RSTR; //APB1線上外設復位寄存器
vu32 AHBENR; //DMA，SDIO等時鍾使能
vu32 APB2ENR; //APB2線上外設時鍾使能
vu32 APB1ENR; //APB1線上外設時鍾使能
vu32 BDCR; //備份域控制寄存器
vu32 CSR;
} RCC_TypeDef;
可以對上上面的時鍾框圖和RCC寄存器來學習，對STM32的時鍾系統有個大概的了解，然后對照我們的《STM32不完全手冊》的系統時鍾配置函數void Stm32_Clock_Init(u8 PLL)一同來學習。
具體配置過程：
第一步：
復位並配置向量表。
函數MYRCC_DeInit();
下面對該函數進行分析：
（1） 設置外設復位寄存器：RCC->APB1RSTR = 0x00000000
該寄存器中包含dac，電源復位，定時器等外設復位設置，某位為1表示對相應外設復位。開機啟動時將該寄存器數據清空。
（2） 設置外設復位寄存器：RCC->APB2RSTR = 0x00000000
同第一步外設復位寄存器的設置。
解答：
RCC->APB1RSTR = 0x00000000;//復位結束
RCC->APB2RSTR = 0x00000000;
這里的“復位結束”具體是什么意思？？我把它注釋掉后發現也是可以運行的
1是復位.0當然是不復位了
不復位那就是復位結束了.
（3） 睡眠模式閃存和sram時鍾使能，其他關閉。用於使用sram。 Sram相當於pc的內存。
STm32有三種啟動模式：
1,ISP模式.這種模式就是STM32復位后就執行固化在內部的BOOTLOADER程序(固化的,我們無法讀寫.),然后等待串口數據,從而實現串口bootloader功能.
這種模式不會從用戶存儲區啟動(除非用串口控制其從0X08000000啟動),所以在更新了代碼之后,需要設置為其他模式(FLASH模式).
2,FLASH啟動模式.這種模式直接從0X08000000啟動,也就是我們自己編寫的代碼的啟動方式了.正常情況都應該用這種.
3,SRAM啟動模式.這種模式我沒有用過,是從0X20000000啟動的,也就是說在sram模式開始之前,你要確保SRAM里面已經有代碼了,否則就是死機.
RCC->AHBENR = 0x00000014
（4） 設置外設時鍾使能寄存器：
RCC->APB1ENR = 0x00000000;
RCC->APB2ENR = 0x00000000; 將所有外設全部關閉
（5） 使能內部高速HSION。
RCC->CR |=0x00000001;
stm32的時鍾啟動過程。
啟動過程是：
1，首先使用內部時鍾（這也是為什么你不接晶振也可以下載代碼了）。
2，嘗試開啟外部時鍾.
3，如果開啟成功，則使用外部時鍾，否則使用內部。
4，做其他事情。
當然以上代碼都需要你自己寫代碼實現，當然內部時鍾是默認的時鍾，你不開啟也可以.
(6) 復位SW,HPRE,PPRE1,PPRE2,ADCPRE,MCO
RCC->CFGR &= 0xF8FF0000;
這步有什么意思呢，我的理解是。Cfgr寄存器主要用於對時鍾分頻的控制，見下圖：
通過該步的配置：
首先配置MCO無輸出，MCO是什么呢？是指可以將stm32的內部時鍾通過IO口引腳輸出出去，如上圖就可以看到，對cfgr的配置，可以有四種mco輸出，分別是將pllclk兩分頻后輸出，hsi（片內時鍾）輸出等。
其次：配置ADCPRE就是上圖中AHB分頻器線面的ADC
再次：配置ppre2也就是高速外部時鍾APB2，這里設成不分頻。高速外部時鍾主要驅動一些高速外設，這個在APB2ENR時鍾控制寄存器中有介紹
再次：配置PPRE1配置低速外部時鍾分頻APB1這里也全部設成不分頻。
再次：配置HPRE。這幾個位主要用來配置AHB這個寄存器的分頻系數這里也設置成不分頻。也就是說上圖SYSCLK經AHB沒有分頻。
最后：配置SW，以及SWS。表示啟用HIS作為系統時鍾。
到這一步，經過分析得知，RCC->CFGR &= 0xF8FF0000;主要是用來配置ahb等各個分頻器的設置，以及將片內時鍾作為系統內部時鍾。
（6） 關閉HSEON,CSSON,PLLON
RCC->CR &= 0xFEF6FFFF;
通過分析CR寄存器可以看出，該寄存器主要涉及三個時鍾PLL,CSS,HSE。
（7） 復位HSEBYP.
RCC->CR &= 0xFFFBFFFF;這一步有什么作用呢？查詢數據手冊57頁可知，外部時鍾源HSE有兩種模式，HSEBYP設置為0時，是選擇外部晶體作為外部時鍾源這種時鍾更加精准，當然也是和外部電路有關的。當然因為第（6）步已經設置了HSEON關閉了，所以這一步才可自由設置HSEBYP。
（8） 復位PLLSRC,PLLXTPRE,PLLMUL and USBPRE
RCC->CFGR &= 0xFF80FFFF;
注意：在這一部中可能會有這樣的疑問：
RCC->CFGR &= 0xFF80FFFF;
PLLSRC=0 HSI振盪器時鍾經2分頻后作為PLL輸入時鍾
PLLXTPRE=0，HSE分頻器作為PLL輸入，HSE不分頻
這樣不沖突嗎？
答案是：以最后配置為准，就是最后一次配置會改變前一次的配置，所以說以最后一次配置為准。
也就是說后文還有其他代碼對其進行定義。那干嘛還要怎么重復配置呢？
有時候是有用的。比如你想讓stm32超頻一會，然后又恢復正常運行，這就有用了。
（9） 關閉所有中斷
RCC->CIR = 0x00000000;
（10） 配置向量表
#ifndef VECT_TAB_RAM
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0);
#else
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VextTab_FLASH,0x0);
#endif
下面對該函數分析：
//函數功能：設置向量表偏移地址
//NVIC_VectTab：基址
//Offset：偏移量
void MY_NVIC_SetVectorTable(u32 NVIC_VectTab, u32 Offset)
{
//檢查參數合法性
assert_param(IS_NVIC_VECTTAB(NVIC_VectTab));
assert_param(IS_NVIC_OFFSET(Offset));
SCB->VTOR = NVIC_VectTab|(Offset & (u32)0x1FFFFF80);//設置NVIC的向量表偏移寄存器
//用於標識向量表是在CODE區還是在RAM區
}
前面兩行是用來檢查參數合法性，這里不作分析。重點看第三行
配置這個向量表有什么用？相見cortexm3權威指南113頁向量表的解釋
這里
#define NVIC_VectTab_RAM ((u32)0x20000000)
#define NVIC_VectTab_FLASH ((u32)0x08000000)
Offset的值為0x0，為偏移地址，地址必須能被64 * 4 = 256整除，具體請看權威手冊113頁
SCB->VTOR = NVIC_VectTab|(Offset & (u32)0x1FFFFF80);//設置NVIC的向量表偏移寄存器的疑問如下：
SCB->VTOR = NVIC_VectTab|(Offset & (u32)0x1FFFFF80);//設置NVIC的向量表偏移寄存器。
既然是設置NVIC的向量表偏移量，為什么還要和NVIC_VectTab相或呢。只設置OFFSET不就可以了嗎，另外VTOR設置只有BIT【28：7】有作用啊，相或以后也放不下這么多位吧?
這個是基址。
那個7~28的，你能定義一個28位的數據出來嘛？
VTOR設置只有BIT【28：7】，你把(u32)0x1FFFFF80二進制看看是不是【28：7】。
然后再看下面一段話：
在<<權威指南>>第一百零四頁,有這么一段話:
NVIC 中有一個寄存器，稱為“向量表偏移量寄存器”（在地址0xE000_ED08處），通過修改它的值就能定位向量表。但必須注意的是：向量表的起始地址是有要求的：必須先求出系統中共有多少個向量，再把這個數字向上增大到是2的整次冪，而起始地址必須對齊到后者的邊界上。例如，如果一共有32個中斷，則共有32+16（系統異常）=48個向量，向上增大到2的整次冪后值為64，因此地址
地址必須能被64*4=256整除，從而合法的起始地址可以是：0x0, 0x100, 0x200等。
向量表偏移量寄存器,也就是SCB->VTOR.它的第29位,用來標識向量表是在CODE區還是RAM區,從而0X1,就是最高3位不去動,這好理解. 但是低位,根據上面這段話的理解,STM32自己有60個中斷,加上CM3的16個,總共有76個中斷,擴大到2的整次冪,那就是128,然后再乘以4，得到512，也就是0X200.根據這樣計算,合法的偏移地址應該是0X0,0X200,0X400,0X600...因此,在此處應該&0X1FFF FE00.才對.
以上是我的理解.實際上確是&0X1FFF FF80;這點,我也有疑問.
答案：cortex-m3權威指南上介紹 bit 28-7為向量表的起始地址。所以低7位沒有用到，所以&0X80，為的就是將低七位清零。但這里寫&0X1FFF FE00，也能達到清零的目的。至於地址必須是512的整數只要offset這個參數注意就可以了。
下面我們回到例說stm32這本書61頁的Stm32_Clock_Init()函數：
經過上面配置完畢后，下面開始配置外部時鍾。
Ministm32開發板目前的實都是采用高速外部時鍾作為時鍾源，在經過MYRCC_Deinit()先將外部時鍾源關閉，然后在cfgr重新配置之后，下面就准備開啟高速外部時鍾。
（11） RCC->CR |= 0x00010000;外部高速時鍾使能HSEON，前面說過以最后一次設置為准，所以自打這一步開始HSE作為了外部時鍾。
（12） 等待外部時鍾是否就緒
While(!(RCC->CR>>17)); (其實這一步的作用和while(RCC->CR&(u32)(1<<17));是一樣的，因為在MYRCC_Deinit()中的18位至31位全為0了，當然在論壇中http://www.openedv.com/posts/list/1943.htm第23樓也承認While(!(RCC->CR>>17)這樣寫有點輕率，23樓這樣寫道
對此，原子哥也說了寫成（RCC-CR>>17）&0X01比較合適，但我感覺RCC-CR>>17是不准確的，比方說如果第十八位是1，那么右移17位后不管時鍾是否就緒，表達式“RCC-CR>>17”的結果始終為真，這樣while（！（RCC-CR>>17））不就沒有意義了嗎？所以寫成（RCC-CR>>17）&0X01才是最准確的
)
（13） 配置APB1/2=DIV2和AHB = DIV1
RCC->CFGR = 0x00000400;
(14) 設置PLL分頻
PLL -=2;
RCC->CFGR = PLL <<18;
設置PLL 9倍頻
這里還涉及到了一個問題，如下
其實,這里今天林妹妹問了一個比較專業的問題,那就是PLL是一個u8的數據類型,為什么在這里可以右移18位呢?不是早超出了么?其實,我們看看匯編代碼就明白了,匯編代碼如下: 219: RCC->CFGR|=PLL<<18; //設置PLL值 2~16 0x08000618 4608 MOV r0,r1 0x0800061A 6840 LDR r0,[r0,#0x04] 0x0800061C EA404084 ORR r0,r0,r4,LSL #18 0x08000620 6048 STR r0,[r1,#0x04]可以看到,這個移位操作,是在R0和R1里面進行的,r0，r1均是32位的寄存器,所以,這里的移位操作並不會產生錯誤(結果是賦值給32位的寄存器:RCC->CFGR).
(15) FLASH->ACR |= 0x32 //flash 2個延時周期。FLASH->ACR|=0x32是為了使頻率匹配，
//具體見《STM32閃存編程》
(16) 打開PLLON
RCC->CR|=0x01000000;
(17) 等待PLL鎖定
while(!((RCC->CR>>25)&0x01));
(18) PLL作為系統時鍾
RCC->CFGR |= 0x00000002;
(19) 等待PLL作為系統時鍾設置成功
Unsigned char Temp = 0;
While(Temp!=0x02)
{
Temp = RCC->CFGR>>2;
Temp &= 0x03;
}
其實這段代碼就是判斷SWS，等待系統時鍾成功轉為PLL時鍾。
結合上面的分析已經明了STM32時鍾一個始終配置過程，主要流程圖如下：
其實個人感覺不用想mini32中自帶例程配置有一些沒有必要，所以自己改動了一些，發現在跑馬燈程序中也能運行，目前只在跑馬燈程序中試驗過：
第一步：
RCC->APB1RSTR = 0x00000000;//復位結束
RCC->APB2RSTR = 0x00000000;
第二步：
RCC->AHBENR = 0x00000014; //睡眠模式閃存和SRAM時鍾使能.其他關閉.
第三步：關閉所有外設時鍾
RCC->APB2ENR = 0x00000000; //外設時鍾關閉.
RCC->APB1ENR = 0x00000000;
為什么要這步因為在配置cfgr以及cr等寄存器時，一些外設時鍾要關閉。
第四步：
RCC->CR &= 0xFEF2FFFF; //該補的主要作用是開啟內部HSION，且關閉HSE，CSS，PLLON
第五步：設置分頻寄存器，配置分頻，使能PLLSRC ON
RCC->CFGR=0X00000400; //APB1/2=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;查詢中文手冊可知，
apb1最大為36MHZ所以這里要對其分頻，因為經過這番設置PLLMUL輸出后為72MHZ所以為，這里要讓APB1/2=DIV2是36MHZ。
PLL-=2;//抵消2個單位
RCC->CFGR|=PLL<<18; //設置PLL值 2~16 設置PLL為9倍頻
RCC->CFGR|=1<<16; //PLLSRC ON設置HSE為輸入時鍾，因為第cfgr的17位也為0，所以HSE輸入到PLLSRC的就是8M
此時hse為8MHZ顯然經過上面的9倍頻，經分析可知輸出到AHB的SYSCLK為72MHZ。因為前面設置AHB不分頻，所以AHB輸出也是72MHZ。apb1因為前面分頻了所以輸出后為36MHZ。apb2為72MHZ
第七步：
FLASH->ACR|=0x32; //FLASH 2個延時周期
第八步：
RCC->CIR = 0x00000000; //關閉所有中斷
第九步：
//配置向量表
#ifdef VECT_TAB_RAM
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); //這里用到的就是flash啟動
#endif
第十步：
RCC->CR|=0x00010000; //外部高速時鍾使能HSEON，注意使能hseon之前外部時鍾不能直接或間接的為系統時鍾，也就是說cfgr中的SW位先為0，因為在第五步已經設為0了，所以這里無需顧慮。
while(!(RCC->CR>>17));//等待外部時鍾就緒
第十一步：打開PLL，
RCC->CR|=0x01000000; //PLLON
while(!(RCC->CR>>25));//等待PLL鎖定
第十二步：
RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL作為系統時鍾
while(temp!=0x02) //等待PLL作為系統時鍾設置成功
{
temp=RCC->CFGR>>2;
temp&=0x03;
}
/*上述代碼較亂,下面將代碼組合一番方便看*/
結合Stm32_Clock_Init()時鍾配置過程，我總結時鍾配置就是大致如下步驟：
關所有外設時鍾，
（1）使能HSI並關閉HSE，PLL，CSS，配置分頻寄存器，並且在crgr中將系統時鍾設為HSI。
（2）關所有中斷。
（3）配置向量表。
（4）使能HSE，CR中等待設置完畢。
（5）打開PLL，CR中等待PLL開啟。
（6）在cfgr中sws位等待PLL成為系統時鍾。
結合上述方式，我改寫的代碼如下：
void Stm32_Clock_Init111(u8 PLL)
{
unsigned char temp=0;
RCC->APB1RSTR = 0x00000000;//復位結束
RCC->APB2RSTR = 0x00000000;
RCC->AHBENR = 0x00000014; //睡眠模式閃存和SRAM時鍾使能.其他關閉.
RCC->APB2ENR = 0x00000000; //外設時鍾關閉.
RCC->APB1ENR = 0x00000000;
RCC->CR &= 0xFEF2FFFF; //該步的主要作用是開啟內部HSION，且關閉HSE，CSS，PLLON
RCC->CFGR=0X00000400; //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1; HSE設置為不分頻，CFGR的主要作用是配置分頻，分頻之前當然要把cr中HSE時鍾全關閉只開啟HSI時鍾。當然還有一個重要的作用是，設置當前是誰作為系統時鍾，就是SW位。
PLL-=2;//抵消2個單位
RCC->CFGR|=PLL<<18; //設置PLL值 2~16
RCC->CFGR|=1<<16; //PLLSRC ON
FLASH->ACR|=0x32; //FLASH 2個延時周期
RCC->CIR = 0x00000000; //關閉所有中斷
//配置向量表
#ifdef VECT_TAB_RAM
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
MY_NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); //這里用到的就是flash啟動
#endif
RCC->CR|=0x00010000; //外部高速時鍾使能HSEON
while(!(RCC->CR>>17));//等待外部時鍾就緒
RCC->CR|=0x01000000; //PLLON
while(!(RCC->CR>>25));//等待PLL鎖定
RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL作為系統時鍾
while(temp!=0x02) //等待PLL作為系統時鍾設置成功
{
temp=RCC->CFGR>>2;
temp&=0x03;
}
}