快速看懂STM32-电源、时钟、复位电路及 源代码
stm32时钟分析
一、硬件上的连接问题
如果使用内部rc振荡器而不使用外部晶振，请按照如下方法处理：
1）对于100脚或144脚的产品，osc_in应接地，osc_out应悬空。
2）对于少于100脚的产品，有2种接法：
i）osc_in和osc_out分别通过10k电阻接地。此方法可提高emc性能。
ii）分别重映射osc_in和osc_out至pd0和pd1，再配置pd0和pd1为推挽输出并输出‘0’。此方法可以减小功耗并（相对上面i）节省2个外部电阻。
对上图的分析如下：
重要的时钟：
pllclk，sysclk，hckl，pclk1，pclk2之间的关系要弄清楚;
1、hsi：高速内部时钟信号stm32单片机内带的时钟（8m频率）精度较差
2、hse：高速外部时钟信号精度高来源（1）hse外部晶体/陶瓷谐振器（晶振） （2）hse用户外部时钟
3、lse：低速外部晶体32.768khz主要提供一个精确的时钟源一般作为rtc时钟使用
在stm32中，有五个时钟源，为hsi、hse、lsi、lse、pll。
①、hsi是高速内部时钟，rc振荡器，频率为8mhz。
②、hse是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4mhz~16mhz。
③、lsi是低速内部时钟，rc振荡器，频率为40khz。
④、lse是低速外部时钟，接频率为32.768khz的石英晶体。
⑤、pll为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为hsi/2、hse或者hse/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72mhz。
其中40khz的lsi供独立看门狗iwdg使用，另外它还可以被选择为实时时钟rtc的时钟源。另外，实时时钟rtc的时钟源还可以选择lse，或者是hse的128分频。rtc的时钟源通过rtcsel［1:0］来选择。
stm32中有一个全速功能的usb模块，其串行接口引擎需要一个频率为48mhz的时钟源。该时钟源只能从pll输出端获取，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用usb模块时，pll必须使能，并且时钟频率配置为48mhz或72mhz。
另外，stm32还可以选择一个时钟信号输出到mco脚（pa8）上，可以选择为pll输出的2分频、hsi、hse、或者系统时钟。
系统时钟sysclk，它是供stm32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为pll输出、hsi或者hse。系统时钟最大频率为72mhz，它通过ahb分频器分频后送给各模块使用，ahb分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中ahb分频器输出的时钟送给5大模块使用：
①、送给ahb总线、内核、内存和dma使用的hclk时钟。
②、通过8分频后送给cortex的系统定时器时钟。
③、直接送给cortex的空闲运行时钟fclk。
④、送给apb1分频器。apb1分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供apb1外设使用（pclk1，最大频率36mhz），另一路送给定时器（timer）2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器2、3、4使用。
⑤、送给apb2分频器。apb2分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供apb2外设使用（pclk2，最大频率72mhz），另一路送给定时器（timer）1倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器1使用。另外，apb2分频器还有一路输出供adc分频器使用，分频后送给adc模块使用。adc分频器可选择为2、4、6、8分频。
在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如ahb总线时钟、内核时钟、各种apb1外设、apb2外设等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。
需要注意的是定时器的倍频器，当apb的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。
连接在apb1（低速外设）上的设备有：电源接口、备份接口、can、usb、i2c1、i2c2、uart2、uart3、spi2、窗口看门狗、timer2、timer3、timer4。注意usb模块虽然需要一个单独的48mhz时钟信号，但它应该不是供usb模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎（sie）使用的时钟。usb模块工作的时钟应该是由apb1提供的。
连接在apb2（高速外设）上的设备有：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寄存器结构，rcc_typedeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下：
typedef struct
{
vu32 cr; //hsi，hse，css，pll等的使能
vu32 cfgr; //pll等的时钟源选择以及分频系数设定
vu32 cir; //清除/使能时钟就绪中断
vu32 apb2rstr; //apb2线上外设复位寄存器
vu32 apb1rstr; //apb1线上外设复位寄存器
vu32 ahbenr; //dma，sdio等时钟使能
vu32 apb2enr; //apb2线上外设时钟使能
vu32 apb1enr; //apb1线上外设时钟使能
vu32 bdcr; //备份域控制寄存器
vu32 csr;
} rcc_typedef;
这些寄存器的具体定义和使用方式参见芯片手册，因为c语言的开发可以不和他们直接打交道，当然如果能够加以理解和记忆，无疑是百利而无一害。
如果外接晶振为8mhz，最高工作频率为72mhz，显然需要用pll倍频9倍，这些设置都需要在初始化阶段完成。为了方便说明，以例程的rcc设置函数，并用中文注释的形式加以说明：
static void rcc_config（void）
{
rcc_deinit（）;
rcc_hseconfig（rcc_hse_on）;
hsestartupstatus = rcc_waitforhsestartup（）;
if （hsestartupstatus == success）
{
flash_prefetchbuffercmd（flash_prefetchbuffer_enable）;
flash_setlatency（flash_latency_2）;
rcc_hclkconfig（rcc_sysclk_div1）;
rcc_pclk2config（rcc_hclk_div1）;
rcc_pclk1config（rcc_hclk_div2）;
rcc_adcclkconfig（rcc_pclk2_div6）;
//上面这句例程中缺失了，但却很关键
rcc_pllconfig（rcc_pllsource_hse_div1， rcc_pllmul_9）;
rcc_pllcmd（enable）;
while （rcc_getflagstatus（rcc_flag_pllrdy） == reset）
{}
rcc_sysclkconfig（rcc_sysclksource_pllclk）;
while （rcc_getsysclksource（） ！= 0x08）
{}
}
//使能外围接口总线时钟，注意各外设的隶属情况，不同芯片的分配不同，到时候查手册就可以
rcc_ahbperiphclockcmd（rcc_ahbperiph_fsmc， enable）;
rcc_apb2periphclockcmd（rcc_apb2periph_gpiod | rcc_apb2periph_gpioe |
rcc_apb2periph_gpiof | rcc_apb2periph_gpiog |
rcc_apb2periph_afio， enable）;
}
由上述程序可以看出系统时钟的设定是比较复杂的，外设越多，需要考虑的因素就越多。同时这种设定也是有规律可循的，设定参数也是有顺序规范的，这是应用中应当注意的，例如pll的设定需要在使能之前，一旦pll使能后参数不可更改。
经过此番设置后，对于外置8mhz晶振的情况下，系统时钟为72mhz，高速总线和低速总线2都为72mhz，低速总线1为36mhz，adc时钟为12mhz，usb时钟经过1.5分频设置就可以实现48mhz的数据传输。
一般性的时钟设置需要先考虑系统时钟的来源，是内部rc还是外部晶振还是外部的振荡器，是否需要pll。然后考虑内部总线和外部总线，最后考虑外设的时钟信号。遵从先倍频作为cpu时钟，然后在由内向外分频，下级迁就上级的原则。
时钟控制寄存器（rcc_cr）
31~26
25
24
23~20
19
18
17
16
保留
pllrdy
pllon
保留
csson
hsebyp
hserdy
hseon
eg:rcc-》
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2）对于少于100脚的产品，有2种接法：
i）osc_in和osc_out分别通过10k电阻接地。此方法可提高emc性能。
ii）分别重映射osc_in和osc_out至pd0和pd1，再配置pd0和pd1为推挽输出并输出‘0’。此方法可以减小功耗并（相对上面i）节省2个外部电阻。
对上图的分析如下：
重要的时钟：
pllclk，sysclk，hckl，pclk1，pclk2之间的关系要弄清楚;
1、hsi：高速内部时钟信号stm32单片机内带的时钟（8m频率）精度较差
2、hse：高速外部时钟信号精度高来源（1）hse外部晶体/陶瓷谐振器（晶振） （2）hse用户外部时钟
3、lse：低速外部晶体32.768khz主要提供一个精确的时钟源一般作为rtc时钟使用
在stm32中，有五个时钟源，为hsi、hse、lsi、lse、pll。
①、hsi是高速内部时钟，rc振荡器，频率为8mhz。
②、hse是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4mhz~16mhz。
③、lsi是低速内部时钟，rc振荡器，频率为40khz。
④、lse是低速外部时钟，接频率为32.768khz的石英晶体。
⑤、pll为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为hsi/2、hse或者hse/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72mhz。
其中40khz的lsi供独立看门狗iwdg使用，另外它还可以被选择为实时时钟rtc的时钟源。另外，实时时钟rtc的时钟源还可以选择lse，或者是hse的128分频。rtc的时钟源通过rtcsel［1:0］来选择。
stm32中有一个全速功能的usb模块，其串行接口引擎需要一个频率为48mhz的时钟源。该时钟源只能从pll输出端获取，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用usb模块时，pll必须使能，并且时钟频率配置为48mhz或72mhz。
另外，stm32还可以选择一个时钟信号输出到mco脚（pa8）上，可以选择为pll输出的2分频、hsi、hse、或者系统时钟。
系统时钟sysclk，它是供stm32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为pll输出、hsi或者hse。系统时钟最大频率为72mhz，它通过ahb分频器分频后送给各模块使用，ahb分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中ahb分频器输出的时钟送给5大模块使用：
①、送给ahb总线、内核、内存和dma使用的hclk时钟。
②、通过8分频后送给cortex的系统定时器时钟。
③、直接送给cortex的空闲运行时钟fclk。
④、送给apb1分频器。apb1分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供apb1外设使用（pclk1，最大频率36mhz），另一路送给定时器（timer）2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器2、3、4使用。
⑤、送给apb2分频器。apb2分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供apb2外设使用（pclk2，最大频率72mhz），另一路送给定时器（timer）1倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器1使用。另外，apb2分频器还有一路输出供adc分频器使用，分频后送给adc模块使用。adc分频器可选择为2、4、6、8分频。
在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如ahb总线时钟、内核时钟、各种apb1外设、apb2外设等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。
需要注意的是定时器的倍频器，当apb的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。
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涉及的寄存器：
rcc寄存器结构，rcc_typedeff，在文件“stm32f10x_map.h”中定义如下：
typedef struct
{
vu32 cr; //hsi，hse，css，pll等的使能
vu32 cfgr; //pll等的时钟源选择以及分频系数设定
vu32 cir; //清除/使能时钟就绪中断
vu32 apb2rstr; //apb2线上外设复位寄存器
vu32 apb1rstr; //apb1线上外设复位寄存器
vu32 ahbenr; //dma，sdio等时钟使能
vu32 apb2enr; //apb2线上外设时钟使能
vu32 apb1enr; //apb1线上外设时钟使能
vu32 bdcr; //备份域控制寄存器
vu32 csr;
} rcc_typedef;
这些寄存器的具体定义和使用方式参见芯片手册，因为c语言的开发可以不和他们直接打交道，当然如果能够加以理解和记忆，无疑是百利而无一害。
如果外接晶振为8mhz，最高工作频率为72mhz，显然需要用pll倍频9倍，这些设置都需要在初始化阶段完成。为了方便说明，以例程的rcc设置函数，并用中文注释的形式加以说明：
static void rcc_config（void）
{
rcc_deinit（）;
rcc_hseconfig（rcc_hse_on）;
hsestartupstatus = rcc_waitforhsestartup（）;
if （hsestartupstatus == success）
{
flash_prefetchbuffercmd（flash_prefetchbuffer_enable）;
flash_setlatency（flash_latency_2）;
rcc_hclkconfig（rcc_sysclk_div1）;
rcc_pclk2config（rcc_hclk_div1）;
rcc_pclk1config（rcc_hclk_div2）;
rcc_adcclkconfig（rcc_pclk2_div6）;
//上面这句例程中缺失了，但却很关键
rcc_pllconfig（rcc_pllsource_hse_div1， rcc_pllmul_9）;
rcc_pllcmd（enable）;
while （rcc_getflagstatus（rcc_flag_pllrdy） == reset）
{}
rcc_sysclkconfig（rcc_sysclksource_pllclk）;
while （rcc_getsysclksource（） ！= 0x08）
{}
}
//使能外围接口总线时钟，注意各外设的隶属情况，不同芯片的分配不同，到时候查手册就可以
rcc_ahbperiphclockcmd（rcc_ahbperiph_fsmc， enable）;
rcc_apb2periphclockcmd（rcc_apb2periph_gpiod | rcc_apb2periph_gpioe |
rcc_apb2periph_gpiof | rcc_apb2periph_gpiog |
rcc_apb2periph_afio， enable）;
}
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经过此番设置后，对于外置8mhz晶振的情况下，系统时钟为72mhz，高速总线和低速总线2都为72mhz，低速总线1为36mhz，adc时钟为12mhz，usb时钟经过1.5分频设置就可以实现48mhz的数据传输。
一般性的时钟设置需要先考虑系统时钟的来源，是内部rc还是外部晶振还是外部的振荡器，是否需要pll。然后考虑内部总线和外部总线，最后考虑外设的时钟信号。遵从先倍频作为cpu时钟，然后在由内向外分频，下级迁就上级的原则。
时钟控制寄存器（rcc_cr）
31~26
25
24
23~20
19
18
17
16
保留
pllrdy
pllon
保留
csson
hsebyp
hserdy
hseon
eg:rcc-》
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