前言
最近開發項目，對MCU主頻要求比較精確，嘗試了兩種配置主頻的方法，掌握這兩種方法也就熟悉STM32系列主頻的配置方法了。分別是，使用外部晶振作為時鍾源；內部RC時鍾作為時鍾源。介紹兩種時鍾源的區別：
HSI內部8MHz的RC振盪器的誤差在1%左右，內部RC振盪器的精度通常比用HSE（外部晶振）要差上十倍以上。
內部RC頻率受溫度影響比較大，如果省電Sleep模式下內部RC會停止工作。
1 . 時鍾系統
在STM32中，有五個時鍾源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。
HSI是高速內部時鍾，RC振盪器，頻率為8MHz。
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。
LSI是低速內部時鍾，RC振盪器，頻率為40kHz。
LSE是低速外部時鍾，接頻率為32.768kHz的石英晶體。
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。
用戶可通過多個預分頻器配置AHB總線、高速APB2總線和低速APB1總線的頻率。AHB和APB2域的最大頻率是72MHZ。APB1域的最大允許頻率是36MHZ。SDIO接口的時鍾頻率固定為HCLK/2。
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PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鍾SYSCLK輸出到MCO腳(PA8)上。系統時鍾SYSCLK，是供STM32中絕大部分部件工作的時鍾源，它可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE，（一般程序中采用PLL倍頻到72Mhz）在選擇時鍾源前注意要判斷目標時鍾源是否已經穩定振盪。Max=72MHz，它分為2路，1路送給I2S2、I2S3使用的I2S2CLK,I2S3CLK；另外1路通過AHB分頻器分頻（1/2/4/8/16/64/128/256/512）分頻后送給以下8大模塊使用：
送給SDIO使用的SDIOCLK時鍾。
送給FSMC使用的FSMCCLK時鍾。
送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鍾。
通過8分頻后送給Cortex的系統定時器時鍾（SysTick）。
直接送給Cortex的空閑運行時鍾FCLK。
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(Timer2-7)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、5、6、7使用。
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(Timer1、Timer8)1、2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和定時器8使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后得到ADCCLK時鍾送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。
2分頻后送給SDIO AHB接口使用（HCLK/2）。
詳細參考：
STM32時鍾系統學習
STM32的時鍾樹深入詳解以及RCC配置
2 . 外部晶振作為時鍾源
接下來，解決使用12M外部晶振時，如何配置作為系統時鍾源。
第一步，修改stm32f10x.h中的HSE_VALUE為12000000
/**
* @brief In the following line adjust the value of External High Speed oscillator (HSE)
used in your application
Tip: To avoid modifying this file each time you need to use different HSE, you
can define the HSE value in your toolchain compiler preprocessor.
*/
#if !defined HSE_VALUE
#ifdef STM32F10X_CL
#define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#else
#define HSE_VALUE ((uint32_t)12000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* STM32F10X_CL */
#endif /* HSE_VALUE */
/**
* @brief In the following line adjust the value of External High Speed oscillator (HSE)
used in your application
Tip: To avoid modifying this file each time you need to use different HSE, you
can define the HSE value in your toolchain compiler preprocessor.
*/
#if !defined HSE_VALUE
#ifdef STM32F10X_CL
#define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#else
#define HSE_VALUE ((uint32_t)12000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* STM32F10X_CL */
#endif /* HSE_VALUE */
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第二步，修改system_stm32f10x.c中的時鍾配置，先找到void SystemInit(void)—》SetSysClock()—》SetSysClockTo72()，將9倍頻改為6倍頻，12*6=72MHz
/**
* @brief Sets System clock frequency to 72MHz and configure HCLK, PCLK2
* and PCLK1 prescalers.
* @note This function should be used only after reset.
* @param None
* @retval None
*/
static void SetSysClockTo72(void)
{
__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
/* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration ---------------------------*/
/* Enable HSE */
RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);
/* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
StartUpCounter++;
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));
if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
{
HSEStatus = (uint32_t)0x01;
}
else
{
HSEStatus = (uint32_t)0x00;
}
if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
{
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
/* Flash 2 wait state */
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;
/* HCLK = SYSCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
/* PCLK2 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;
/* PCLK1 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;
#ifdef STM32F10X_CL
// ...
#else
/* PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
RCC_CFGR_PLLMULL)); //清空RCC->CFGR中的對應位
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL6); // 12，修改倍頻
#endif /* STM32F10X_CL */
/* Enable PLL */
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
/* Wait till PLL is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}
/* Select PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;
/* Wait till PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
{
}
}
else
{ /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
configuration. User can add here some code to deal with this error */
}
}
3 . 內部RC作為時鍾源
實際開發中使用內部RC振盪器主頻不能達到72，我使用的是STM32F103C8T6，庫函數最多支持16倍頻也就是8/2*16=64Mhz，實際測試芯片跑不起來功能沒有正常工作。使用內部RC振盪最大能達到52M，不信大家可以試驗一下。
下面一篇博客中也提到類似問題：
在system_STM32f10x.c中，找到函數void SystemInit (void){} 注釋掉所有代碼，添加下屬代碼。
//開啟HSI
RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
//選擇HSI為PLL的時鍾源，HSI必須2分頻給PLL
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PLLSRC_HSI_Div2;
// 8/2 *13 = 52 8/2 *9 = 36 8/2 * 12，設置倍頻
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PLLMULL12;
//PLL不分頻
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;
// 使能PLL
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;
// 等待PLL始終就緒
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0){}
// 選擇PLL為系統時鍾源
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;
// 等待PLL成功
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08){}
4 .Keil MDK中Xtal的作用
在手動配置主頻的過程中，想到Keil工程菜單應該提供了配置主頻的選項，於是又看到這個。百度了一下，這個參數只用於軟件仿真的，對於硬件仿真或者直接把程序下載到板子里是沒有影響的。
Xtal 后面的數值是晶振頻率值，默認值是所選目標 CPU 的最高可用頻率值 。該數值與最終產生的目標代碼無關，僅用於軟件模擬調試時顯示程序執行時間。正確設置該數值可使顯示時間與實際所用時間一致，一般將其設置成與你的硬件所用晶振頻率相同。
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