STM32 时钟系统

STM32时钟系统的基本概念
概念及意义
（1）概念：时钟系统是由振荡器（信号源）、定时唤醒器、分频器等组成的电路。常用的信号源有晶体振荡器和RC振荡器。
（2）意义：时钟对数字电路而言非常重要，没有时钟数字电路就没法工作，其全称是时钟频率，一般由晶振来提供时钟频率。在数字电路中，所有数据、逻辑单元等状态的更新都是以时钟为基础的，时钟频率在数字电路中起着同步的作用。时钟是嵌入式系统的脉搏，处理器内核在时钟驱动下完成指令执行，状态变换等动作。外设部件在时钟的驱动下完成各种工作，比如串口的数据发送，A/D转化，定时器计数等。因此时钟对于计算机系统是至关重要的，通常时钟系统出现问题也是致命的，比如振荡器不起振，振荡不稳，停振等。

常见的时钟系统
（1）晶体振荡器

石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛的应用于彩电、计算机等各类振荡电路中。
优点：相对来说振荡频率一般比较稳定，同时精度也比较高
缺点：价格稍微高点，还有用晶体振荡器一般还需要接两个15~33pF起振电容。

（2）RC振荡器

电阻电容构成的振荡电路，能够将直流电转化为具有一定频率交流信号输出的电子电路或装置
优点：实现的成本比较低，
缺点：由于电阻电容的精度问题所以RC振荡器的振荡频率会有误差，同时也会受到问题湿度的影响

STM32 的时钟系统图:

在 STM32 中，有五个时钟源，为 HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。从时钟频率来分可以分为高速时钟源和低速时钟源，在这 5 个中 HIS，HSE 以及 PLL 是高速时钟，LSI 和 LSE 是低速时钟。从来源可分为外部时钟源和内部时钟源，外部时钟源就是从外部通过接晶振的方式获取时钟源，其中 HSE 和 LSE 是外部时钟源，其他的是内部时钟源。下面我们看看 STM32 的 5 个时钟源，我们讲解顺序是按图中红圈标示的顺序：

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。我们的开发板接的是 8M 的晶振。
③、LSI 是低速内部时钟，RC 振荡器，频率为40kHz。独立看门狗的时钟源只能是 LSI，同时 LSI 还可以作为 RTC 的时钟源。
④、LSE 是低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的石英晶体。这个主要是 RTC 的时钟源。
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。

5 个时钟源是怎么给各个外设以及系统提供时钟的:
A. MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO(PA8)，它可以选择一个时钟信号输出，可以选择为 PLL 输出的 2 分频、HSI、HSE、或者系统时钟。这个时钟可以用来给外部其他系统提供时钟源。

B. 这里是 RTC 时钟源，从图上可以看出，RTC 的时钟源可以选择 LSI，LSE，以及HSE 的 128 分频。

C. 从图中可以看出 C 处 USB 的时钟是来自 PLL 时钟源。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。

D. D 处就是 STM32 的系统时钟 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，当然你也可以超频，不过一般情况为了系统稳定性是没有必要冒风险去超频的。

E. 这里的 E 处是指其他所有外设了。从时钟图上可以看出，其他所有外设的时钟最终来源都是SYSCLK。SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。这些模块包括：

AHB 总线、内核、内存和 DMA 使用的 HCLK 时钟。
通过 8 分频后送给 Cortex 的系统定时器时钟，也就是 systick 了。
直接送给 Cortex 的空闲运行时钟 FCLK。
送给 APB1 分频器。APB1 分频器输出一路供 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。
送给 APB2 分频器。APB2 分频器分频输出一路供 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。

其中需要理解的是 APB1 和 APB2 的区别，APB1 上面连接的是低速外设，包括电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3 等等，APB2 上面连接的是高速外设包括 UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通 IO 口(PA~PE)、第二功能 IO 口等。记忆方法是 2>1， APB2 下面所挂的外设的时钟要比 APB1 的高。

总结一下：
SystemInit()函数中设置的系统时钟大小：

SYSCLK（系统时钟） =72MHz
AHB 总线时钟(使用 SYSCLK) =72MHz
APB1 总线时钟(PCLK1) =36MHz
APB2 总线时钟(PCLK2) =72MHz
PLL 时钟 =72MHz

RCC相关配置寄存器：

RCC相关头文件和固件库源文件：

stm32独立看门狗和窗口看门狗的区别为：时钟源不同、中断不同、使用条件不同。
一、时钟源不同

stm32独立看门狗：stm32独立看门狗使用的是内部专门的 40Khz低速时钟，不需要使能时钟操作。
窗口看门狗：窗口看门狗使用的是 PCLK1的时钟，使用前需要先使能时钟。

二、中断不同

stm32独立看门狗：stm32独立看门狗没有中断，超时直接位。
窗口看门狗：窗口看门狗可以在中断中做位前的函数操作。

三、使用条件不同

stm32独立看门狗：stm32独立看门狗一般用于避免程序跑飞或者死循环。
窗口看门狗：窗口看门狗避免程序不安预定逻辑执行，比如先于理想环境完成，或者后于极限时间超时。

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