初学STM32系统时钟设置

news2025/7/18 23:16:15

资料来自正点原子

在学习江科大教程示例的时候默认系统时钟是72MHZ，但是这个系统时钟是怎么过来的呢，通过时钟树以及相关的资料的学习可知，系统时钟它可以是内部RC时钟HSI 8MHZ通过锁相环倍频而来，也可以是外部晶振4-16MHZ通过锁相环倍频而来。但是我们在写程序的过程中好像并没有配置过程。

通过deepseek得知：

STM32 芯片上电后，首先执行启动文件（如startup_stm32f10x.s），该文件会调用 SystemInit() 函数。
SystemInit() 是标准库（如 STM32F10x Standard Peripheral Library）提供的函数，其默认配置会将外部 8MHz 晶振通过 PLL 倍频到 72MHz。

但如果我们不想用外部时钟做为系统时钟的来源，而是内部时钟作为系统时钟该怎么设置呢？比如用内部时钟8MHZ设置输出36MHZ的系统时钟：

配置函数

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

void SetSysClockToHSI_36MHz(void) {
   
    
    // 1. 将 RCC 配置复位到默认状态
    RCC_DeInit();
    
    // 2. 使能 HSI（内部 8MHz 时钟）
    RCC_HSICmd(ENABLE);
    
    // 3. 等待 HSI 稳定
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSIRDY) == RESET);
    
    // 4. 配置 PLL：HSI/2 = 4MHz -> PLL倍频9倍 -> 36MHz
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, RCC_PLLMul_9);
    
    // 5. 使能 PLL
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    
    // 6. 等待 PLL 就绪
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    
    // 7. 配置总线分频系数（可选）
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);    // AHB 时钟 = 36MHz
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);    // APB1时钟 = 18MHz（最大36MHz）
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);     // APB2时钟 = 36MHz
    
    // 8. 切换系统时钟到 PLL
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    
    // 9. 等待系统时钟切换成功
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); // 0x08表示PLL作为系统时钟
}

//int main(void) {
//    // 调用自定义时钟配置函数
//    SetSysClockToHSI_36MHz();
//    
//    // 后续初始化代码（开启外设时钟、GPIO初始化等）
//    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//    // ... 其他初始化代码
//    
//    while(1) {
//        // 主循环代码
//    }
//}

该配置能设置为内部时钟倍频后得到的36MHZ的系统时钟。

内部时钟设置

HSI（内部高速时钟信号）的 PLL （锁相环）输入限制

STM32F10x 系列中，当选择 HSI 作为 PLL 时钟源 时，必须对 HSI 进行 2 分频（即 HSI/2 = 4MHz）。可以通过库函数发现没有其它选项
PLL 的倍频系数范围为 2~16 倍，因此最高输出频率：无法通过 HSI 达到 72MHz。最大是64MHZ，因此如果想达到72MHZ必须要使用外部时钟源。

APB1最大能达到的速度是36MHZ，因此当系统时钟的速度大于36MHZ的时候，APB1的时钟都需要分频设置一下。
为什么都设置为72MHZ作为内部系统时钟呢，全速USB的系统时钟需要48MHZ，72MHZ通过1.5倍分频后刚好是48MHZ。
为什么不常用内部时钟做系统时钟呢？因为内部时钟温漂大，它的震动频率会随着温度变化幅度大。

以外部晶振作为系统时钟如果不想设置为72MHZ，那么该怎么配置这个函数呢？

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

void SetSysClockToHSE_72MHz(void) {
    // 复位RCC配置
    RCC_DeInit();
    
    // 使能HSE
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);

    // 配置PLL：HSE=8MHz → 倍频9 → 72MHz
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

    // 配置总线分频
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);    // AHB = 72MHz
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);     // APB1 = 36MHz（最大36MHz）
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);     // APB2 = 72MHz

    // 切换系统时钟到PLL
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
}

int main(void) {
    SetSysClockToHSE_72MHz();
    // 后续初始化代码...
}

该函数要放在主函数最前面。可以通过修改参数调整系统时钟比如：

 // 配置PLL：HSE=8/2MHz → 倍频9 → 36MHz
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div2, RCC_PLLMul_9);

如此就修改了默认系统时钟为36MHZ

在学习TIM2的时候发现它是APB1总线上的设备，但是APB1的总线频率是36MHZ，为什么在设置TIM2的时钟频率的时候还是72MHZ呢，这是因为APB1上的定时器时钟又被硬件自动倍频了。使得APB1上的定时器时钟能够允许在较快时钟频率下工作。但是APB1上的其它外设还是在36MHZ的频率下工作。

看图：

关键区别总结

特性	APB1 Peripheral Clock (PCLK1)	APB1 Time Clock（定时器时钟）
作用对象	APB1总线上所有外设的寄存器访问	仅APB1总线上的定时器模块
频率决定因素	直接由HCLK和APB1预分频系数决定	由PCLK1决定，可能自动倍频（×2）
典型场景	低速外设通信（如I2C、UART）	定时器高精度操作（如PWM、输入捕获）
配置影响	修改APB1分频系数直接影响PCLK1频率	修改APB1分频系数可能触发定时器时钟倍频