STM32F4系统时钟树

文章目录

• • Keil中的配置
  • 时钟树详解
  • • ①HSE 高速外部时钟信号
    • ②锁相环PLL
    • ③系统时钟SYSCLK
    • ④AHB 总线时钟HCLK
    • ⑤APB2 总线时钟HCLK2
    • ⑥APB1 总线时钟HCLK1
    • A、RTC 时钟
    • B、独立看门狗时钟
    • C、I2S 时钟
    • D、PHY以太网时钟
    • E、USB PHY 时钟
    • F、MCO 时钟输出
  • CubeMX可视化时钟树

Keil中的配置

时钟配置在system_stm32f4xx.c和stm32f4xx.h中，如PLL_M、PLL_N、PLL_P、PLL_Q、HSE_VALUE。 时钟配置函数：SystemInit()

• m: VCO 输入时钟 分频因子，取值2~63
• n: VCO 输出时钟 倍频因子，取值192~432
• p: SYSCLK 时钟 分频因子，取值2，4，6，8 。
• q: OTG FS,SDIO,RNG 时钟 分频因子，取值4~15
• PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N
• SB OTG FS, SDIO and RNG Clock = PLL_VCO / PLLQ
• SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P

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• 一般情况下，我们都是使用HSE，HSE经过PLL倍频之后作为系统时钟。
• 如果开启了CSS功能的话，那么可以当HSE故障时，在CSS中断里面采取补救措施，使用HSI，重新设置系统频率为180M，让系统恢复正常使用。

时钟树详解

• 对于SYSCLK、HCLK、PCLK2、PCLK1 这四个时钟的配置一般是：HCLK =SYSCLK=PLLCLK = 180M，PCLK2=HCLK/2 = 90M，PCLK1=HCLK/4 = 45M。

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①HSE 高速外部时钟信号

• 当使用有源晶振时，时钟从OSC_IN 引脚进入，OSC_OUT 引脚悬空；当选用无源晶振时，时钟从OSC_IN 和OSC_OUT 进入，并且要配谐振电容。
• 当HSE 故障时，高速的内部时钟信号HSI会作为备用的系统时钟，直到HSE恢复正常，HSI=16M。

②锁相环PLL

• HSE 或者HSI 经过PLL 时钟输入分频因子M（2~63）分频后，成为VCO 的时钟输入，VCO 的时钟必须在1~2M 之间，我们选择HSE=25M作为PLL 的时钟输入，M 设置为25，那么VCO输入时钟就等于1M。
• PLLCLK_OUTMAX = VCOCLK_OUTMAX / P_MIN = 432/2=216M，即F429 最高可超频到216M。
• PLL 的时钟配置经过，稍微整理下可由如下公式表达：
  • VCOCLK_IN = PLLCLK_IN / M = HSE / 25 = 1M
  • VCOCLK_OUT = VCOCLK_IN * N = 1M * 360 = 360M
  • PLLCLK_OUT=VCOCLK_OUT/P=360/2=180M
  • USBCLK = VCOCLK_OUT/Q=360/7=51.7。暂时这样配置，到真正使用USB 的时候会重新配置。

③系统时钟SYSCLK

系统时钟来源可以是：HSI、PLLCLK、HSEHSE，具体的由时钟配置寄存器RCC_CFGR的SW位配置。

④AHB 总线时钟HCLK

• 系统时钟SYSCLK经过AHB预分频器分频之后得到时钟叫APB总线时钟，即HCLK。
• 片上大部分外设的时钟都是经过HCLK分频得到。

⑤APB2 总线时钟HCLK2

• APB2 总线时钟PCLK2 由HCLK经过高速APB2 预分频器得到。
• HCLK2属于高速的总线时钟，片上高速的外设就挂载到这条总线上，比如全部的GPIO、USART1、SPI1等。

⑥APB1 总线时钟HCLK1

• APB1总线时钟PCLK1 由HCLK经过低速APB1 预分频器得到。
• HCLK1属于低速的总线时钟，最高为45M，片上低速的外设就挂载到这条总线上，比如USART2/3/4/5、SPI2/3，I2C1/2等。

A、RTC 时钟

• RTCCLK 时钟源可以是 HSE 1 MHz、 LSE 或者 LSI时钟。
• 通常的做法是由LSE 给RTC 提供时钟，大小为32.768KHZ。
• LSE由外接的晶体谐振器产生，所配的谐振电容精度要求高，不然很容易不起震。

B、独立看门狗时钟

由内部的低速时钟LSI提供，大小为32KHZ。

C、I2S 时钟

I2S时钟可由外部的时钟引脚I2S_CKIN输入，也可由专用的PLLI2SCLK提供。

D、PHY以太网时钟

• F429要想实现以太网功能，除了有本身内置的MAC之外，还需要外接一个PHY芯片。
• 当使用RMII接口时，PHY芯片只需输出一路时钟给MCU即可。
• 如果是MII接口，PHY芯片则需要提供两路时钟给MCU。

E、USB PHY 时钟

• F429 的USB没有集成PHY，必须外置 USB PHY 芯片。
• 当外接USB PHY芯片时，PHY芯片需要给MCU提供一个时钟。

F、MCO 时钟输出

MCO是microcontroller clock output的缩写，是微控制器时钟输出引脚，主要作用是可以对外提供时钟，相当于一个有源晶振。

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CubeMX可视化时钟树

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