RCC—使用 HSE/HSI 配置时钟 ---时钟树

Posted 2020-09-15 悄然拔尖

本章参考资料：《 STM32F4xx 中文参考手册》 RCC 章节。
学习本章时，配合《 STM32F4xx 中文参考手册》 RCC 章节一起阅读，效果会更佳，特
别是涉及到寄存器说明的部分。
RCC ： reset clock control 复位和时钟控制器。本章我们主要讲解时钟部分，特别是要
着重理解时钟树，理解了时钟树， F429 的一切时钟的来龙去脉都会了如指掌。 

 

HSE时钟 

HSE：High Speed External Clock signal，即高速的外部时钟。
来源：有源晶振（1-50M）、无源晶振（4-26M）
控制：RCC_CR 时钟控制寄存器的位16：HSEON控制 

 

HSI时钟 

HSI：High Speed Internal Clock signal，即高速的内部时钟。
来源：芯片内部，大小为16M，当HSE故障时，系统时钟会自动
切换到HSI，直到HSE启动成功。
控制： RCC_CR 时钟控制寄存器的位0：HSION控制 

问题：有源晶振和无源晶振的区别？

为什么要通过PLL到180M而不直接接180M的晶振？

无源晶振有2个引脚，需要借助于外部的时钟电路(接到主IC内部的震荡电路)才能产生振荡信号，自身无法振荡。

有源晶振有4个引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件.只需要电源,就可输出比较好的波形。

晶振频率越高，受温度的影响越大，这是制造工艺决定的....所以一般是外部接8-12M的晶振，然后内部锁相环升频，就会得到高频的时钟信号。

锁相环时钟
锁相环时钟：PLLCLK
来源：HSI、 HSE。由PLLSRC位配置。
HSE或者HSI先经过一个分频因子M进行分频，然后再经过一个
倍频因子N，然后再经过一个分频因子P，最后成为锁相环时钟
PLLCLK = (HSE/M) * N / P = 25/25 * 360 / 2 = 180M
控制： RCC_PLLCFGR :RCC PLL 配置寄存器
PLL48CK：USB_FS、 RANG、 SDIO提供时钟 

系统时钟
缩写：SYSCLK，最高为180M，F407最高为168M。
来源：HSI、 HSE，PLLCLK。
控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的SW位 

HCLK时钟
HCLK：AHB高速总线时钟，最高为180M。为AHB总线的外设
提供时钟、为Cortex系统定时器提供时钟（SysTick）、为内核
提供时钟（FCLK）。
AHB为advanced high-performance bus。
来源：系统时钟分频得到。
控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的HPRE位 

PCLK1时钟
PCLK1：APB低速总线时钟，最高为45M。 为APB1总线的外设
提供时钟。 2倍频之后则为APB1总线的定时器提供时钟，最大
为90M。
来源：HCLK分频得到。
控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的PPRE1位 

PCLK2时钟
PCLK2：APB高速总线时钟，最高为90M。为APB2总线的外设
提供时钟。 2倍频之后则为APB2总线的定时器提供时钟，最大
为180M。
来源：HCLK分频得到。
控制： RCC_CFGR 时钟配置寄存器的PPRE2位 

RTC时钟
RTC：为芯片内部的RTC提供时钟。
来源：HSE_RTC（HSE分频得到）、 LSE（外部32.768KHZ的晶
体提供）、 LSI（32KHZ）。
控制： RCC备份域控制寄存器RCC_BDCR：RTCSEL位控制
独立看门狗时钟：IWDGCLK，由LSI提供 

I2S时钟：由外部的引脚I2S_CKIN或者PLLI2SCLK提供。
以太网PHY时钟：429没有集成PHY，只能外接PHY芯片，
比如LAN8720，那PHY时钟就由外部的PHY芯片提供，大小
为50M。
USB PHY时钟：429的USB没有集成PHY，要想实现USB高
速传输，只能外接PHY芯片，比如USB33000。那USB PHY时
钟就由外部的PHY芯片提供。

完整时钟树参考手册。

不得不说，ST给我们做好固件库之后，开发速率直线提升，比起2440好上手，这种时钟配置不需要我们关心，但2440什么都要自己来，相辅相成。

F103 系列中，使用 HSI 最大只能把系统设置为 64M，并不能跟使用 HSE 一样把系统
时钟设置为 72M，究其原因是 HSI 在进入 PLL 倍频的时候必须 2 分频，导致 PLL 倍频因子
调到最大也只能到 64M，而 HSE 进入 PLL 倍频的时候则不用 2 分频。
在 F429 中，无论是使用 HSI 还是 HSE 都可以把系统时钟设置为 180M，因为 HSE 或
者 HSI 在进入 PLL 倍频的时候都会被分频为 1M 之后再倍频。
还有一种情况是，有些用户不想用 HSE，想用 HSI，但是又不知道怎么用 HSI 来设置
系统时钟，因为调用库函数都是使用 HSE， 下面我们给出个使用 HSI 配置系统时钟例子，
起个抛砖引玉的作用。 BH有个参考历程，如果需要可以参考修改。