STM32F2系列系统时钟默认配置

新到一家公司后，有个项目要用到STM32F207Vx单片机，找到网上的例子照猫画虎的写了几个例子，比如ADC，可是到了ADC多通道转换的时候就有点傻眼了，这里面的时钟跑的到底是多少M呢？单片机外挂的时钟是25M，由于该单片机时钟系统较为复杂，有内部高/低、外部高/低 、PLL锁相环时钟，又有AHB总线时钟、APB1/2时钟，而例子中很少讲到系统时钟的默认配置是怎么配置呢？那么就发点时间研究下这个单片机内部的复杂时钟系统吧。

下图是STM32F2系列的时钟树结构图：

1、内部高速时钟HSI、外部高速时钟HSE和PLL时钟PLLCLK时钟都接到了SW开关处，通过SW选择哪一路作为SYSCLK，SYSCLK经过AHB分频器进行分频得到HCLK，APB1和APB2是挂在总线AHB上的，通过APB1和APB2分频得出fpclk1和fpclk2。

2、PLL输入时钟源主要是靠外部高速时钟和内部高速时钟作为时钟源，通过PLLCFGR寄存器的bit22来选择具体哪一路作为时钟源。选择好了时钟源进入/M分频器，也就是PLLM进行分频，送入VCO，在通过xN，进行倍频，也就是PLLN:(1)通过/P进行分频（PLLP）得到PLLCLK;(2)通过/Q分频（PLLQ），得到PLL48CK。

然后边看代码边对照结构图进行分析，看软件如何给单片机配置系统时钟的。

然后找到启动代码“startup_stmf32xx.s”,该代码是用汇编写的，可以看到，在调用main函数之前，是先调用了SystemInit函数的，该函数是在“system_stm32f2xx.c”中

; Reset handler

Reset_Handler    PROC

                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

        IMPORT  SystemInit

        IMPORT  __main

                 LDR     R0, =SystemInit

                 BLX     R0

                 LDR     R0, =__main

                 BX      R0

                 ENDP

代码如下,变量直接赋个16进制的数，都不知道是啥意思，目的是干什么的，不知道，所以看下面代码时最好对照STM32F2x用户手册。当然这个只是一个初始化，待会主要看SetSysClock();这个函数，在调用该函数之前，我们知道单片机是先启用了内部高速时钟等一些配置。

void SystemInit(void)

{

  /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state ------------*/

  /* Set HSION bit */

  RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; //RCC_CR复位值0x0000_xx83，内部高速时钟使能,也就是说上电开始就使用内部高速时钟,16MHZ

  /* Reset CFGR register */

  RCC->CFGR = 0x00000000;    //通过开关SW选择内部高速时钟作为系统时钟16MHZ

                                                        //AHB prescaler 不分频

                                                      //APB Low speed prescaler (APB1) 不分频，fplck1 = 16MHZ

                                                        //APB high-speed prescaler (APB2)不分频，fplck2 = 16MHZ

                              //MCO1和MCO2时钟输出等配置可参考用户手册Page95

  /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */

  RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;

  /* Reset PLLCFGR register */

  RCC->PLLCFGR = 0x24003010; //RCC_CFGR复位值是0x2400_3010

  /* Reset HSEBYP bit */

  RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;  //对bit18 HSEBYP 设置为0，外部高速时钟被禁止

  /* Disable all interrupts */

  RCC->CIR = 0x00000000;  //所有时钟中断都被禁止

#ifdef DATA_IN_ExtSRAM

  SystemInit_ExtMemCtl(); 

#endif /* DATA_IN_ExtSRAM */

  /* Configure the System clock source, PLL Multiplier and Divider factors, 

     AHB/APBx prescalers and Flash settings ----------------------------------*/

  SetSysClock();

  /* Configure the Vector Table location add offset address ------------------*/

#ifdef VECT_TAB_SRAM

  SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */

#else

  SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */

#endif

}

在SystemInit(void)函数中在配置完一些参数后，还调用了SetSysClock()函数，该函数代码如下

static void SetSysClock(void)

{

/******************************************************************************/

/*            PLL (clocked by HSE) used as System clock source                */

/******************************************************************************/

  __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;

  /* Enable HSE */

  RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);  //外部高速时钟使能，25MHZ

  /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */  //外部时钟使能后，得需要一点时间到达各个端口

  do

  {

    HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY; //如果RCC_CR_HSERDY为0，说明外部时钟还没准备好，1说明外部时钟已准备好

    StartUpCounter++;//对读的次数进行累加，当累加次数到达1280次时，就意味着启动时间超时

  } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));

  if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)//这里判断上面的do while循环是因哪个条件结束的

  {

    HSEStatus = (uint32_t)0x01;   //说明时钟已准备好了，才结束do whlie循环

  }

  else

  {

    HSEStatus = (uint32_t)0x00;  //说明是因为超时了而退出do while循环

  }

  if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)

  {

    /* HCLK = SYSCLK / 1*/

    RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; //AHB不分频，AHB出来后时钟就是sysclk=120M

    /* PCLK2 = HCLK / 2*/

    RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2;//APB2 2分频，fpclk2 = sysclk/2 = 60M

    /* PCLK1 = HCLK / 4*/

    RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4; //APB1 4分频，fplck1 = sysclk/4 = 30M

    /* Configure the main PLL */ //主要对PLL和PPI2S 进行配置

    RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) |

                   (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);

//配置完后RCC->PLLCFGR = 0x05403c19,然后对照寄存器RCC_PLLCFGR查看哪些位对应哪些功能

//通过bit5~bit0可计算出PLLM=25，那么input VCO = PLL input clock /PLLM = 25M/25 = 1M,对应时钟结构图中的/M

//通过bit14~bit6可计算出倍频因子PLLN = 240，那么VCO output clock = PLLN * input VCO = 240 * 1 = 240M,对应时钟结构图中的xN

//bit17~bit16可计算出分频因子PLLP = 2，那么PLLCLK = VCO output clock /PLLP = 240/2 = 120M

//bit22是选择给PLL输入的时钟源，输入时钟源有外部和内部高速时钟，这里选择的是外部高速时钟即PLL input clock = HSE =25M

//bit27~24可计算出分频因子PLLQ = 5，那么PLL48CK = VCO output clock/PLLQ = 240/5 = 48M

    /* Enable the main PLL */

    RCC->CR |= RCC_CR_PLLON; //使能PLL

    /* Wait till the main PLL is ready */

    while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)

    {

    }

        //到这里RCC->CR已配置完，最终值0x03036783

        //通过查看用户手册知道，内部高速时钟、外部高速时钟、PLL时钟都已开启

    /* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache and wait state */

    FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTEN | FLASH_ACR_ICEN | FLASH_ACR_DCEN | FLASH_ACR_LATENCY_3WS;

    /* Select the main PLL as system clock source */

    RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));

    RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL;

        //到这里RCC->CFGR已配置完，最终值是0x0000_940A

        //通过查看用户手册，知道，PLL时钟作为系统时钟即120M

        //AHB不分频，即HCLK = 120M

        //APB1 4分频，即fpclk1 = 120/4=30M

        //APB2 2分频，即fpclk2 = 120/2=60M

    /* Wait till the main PLL is used as system clock source */

    while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS ) != RCC_CFGR_SWS_PLL);

    {

    }

  }

  else

  { /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock

         configuration. User can add here some code to deal with this error */

  }

}

OK，分析完这段代码后，调用系统固件函数后，现在知道了时钟树结构图中右边出来的时钟是多少MHz了吧。

总结：

1、使用的是外部时钟25MHZ，通过PLL进行分频倍频分频得到PLLCLK 120M，PLLCLK作为系统时钟SYSCLK。

2、APB1出来是30M，也就是FPCLK1。

3、APB2出来是60M，也就是FPCLK2。