在前几天的文章《晶振原理解析》中介绍了晶振如何产生时钟的，板子使用的是25M无源晶振，下文将介绍STM32F207的时钟系统如何将25M晶振时钟转换为120M系统主频时钟的。
01、时钟系统介绍
▲时钟系统专业名词缩写
时钟系统关键组成部分
01 内部高速时钟(HSI)
HSI时钟信号可以通过内部16MHZ的RC振荡器产生，可以直接用于系统时钟或者用于PLL输入。
_HSI的RC振荡器的优势是：_在最小成本(没有外部器件)情况下提供一个时钟源。它的启动速度要比HSE晶体振荡器更快，但是即使校准频率后，它的精度仍然小于外部晶体振荡器或陶瓷谐振器。
02 外部高速时钟(HSE)
外部高速时钟信息(HSE)可以通过两个时钟源产生：
① 外部晶体/陶瓷谐振器
② 外部用户时钟
▲两种时钟源接入示意图
03 主锁相环时钟(PLL)
STM32F2xx具有两个PLL
① 主要的PLL通过HSE或HSI提供时钟，并且有两个输出时钟；
② 专用的PLL(PLLI2S)被用于产生一个精确的时钟去实现高质量音频效果在I2S接口；
HSE/M*N/P得到PLL时钟
关于PLL锁相环说明
从1处输入，3处输出是1的N倍。
3处除以N又作为输入，当1和2的频率一样，就锁定了。(之所以图上是xN,因为从2看向3的)
04 低速外部时钟(LSE)
LSE是一个32.768KHZ低速外部晶振或陶瓷谐振器。
它的优点：提供低速但是高精度时钟给RTC外设，为时钟/日历或其他时间应用。
05低速内部时钟(LSI)
LSI RC作为一个低速时钟源，它可以运行在停止和待机模式中给独立看门狗(IWDG)和自动唤醒(AWU)。它的时钟频率在32MHZ左右。
02、代码分析
时钟初始化代码在system_stm32f2xx.c文件中，大部分时候我们不需要修改时钟代码的，各个总线的频率我们可以在文件头看到。
1============================================================================= 2 *============================================================================= 3 * Supported STM32F2xx device revision | Rev B and Y 4 *----------------------------------------------------------------------------- 5 * System Clock source | PLL (HSE) 6 *----------------------------------------------------------------------------- 7 * SYSCLK(Hz) | 120000000 8 *----------------------------------------------------------------------------- 9 * HCLK(Hz) | 120000000 10 *----------------------------------------------------------------------------- 11 * AHB Prescaler | 1 12 *----------------------------------------------------------------------------- 13 * APB1 Prescaler | 4 14 *----------------------------------------------------------------------------- 15 * APB2 Prescaler | 2 16 *----------------------------------------------------------------------------- 17 * HSE Frequency(Hz) | 25000000 18 *----------------------------------------------------------------------------- 19 * PLL_M | 25 20 *----------------------------------------------------------------------------- 21 * PLL_N | 240 22 *----------------------------------------------------------------------------- 23 * PLL_P | 2 24 *----------------------------------------------------------------------------- 25 * PLL_Q | 5 26 *----------------------------------------------------------------------------- 27 * PLLI2S_N | NA 28 *----------------------------------------------------------------------------- 29 * PLLI2S_R | NA 30 *----------------------------------------------------------------------------- 31 * I2S input clock | NA 32 *----------------------------------------------------------------------------- 33 * VDD(V) | 3.3 34 *----------------------------------------------------------------------------- 35 * Flash Latency(WS) | 3 36 *----------------------------------------------------------------------------- 37 * Prefetch Buffer | ON 38 *----------------------------------------------------------------------------- 39 * Instruction cache | ON 40 *----------------------------------------------------------------------------- 41 * Data cache | ON 42 *----------------------------------------------------------------------------- 43 * Require 48MHz for USB OTG FS, | Enabled 44 * SDIO and RNG clock | 45 *----------------------------------------------------------------------------- 46 *============================================================================= 47 ******************************************************************************
在文件开始定义的有系统时钟频率的全局变量SystemCoreClock，其他地方需要时钟频率，可以直接使用该变量。
uint32_t SystemCoreClock = 120000000;
时钟配置从SystemInit函数执行，调用SystemInit的在汇编文件中startup_stm32f2xx.s（Keil编译环境）。
1IMPORT __main 2 LDR R0, =SystemInit 3 BLX R0 4 LDR R0, =__main 5 BX R0 6 ENDP
在这里说明一下文档版本的问题：
▲STM32F20X_User_manual的V7版和V8版对比图
上述两图的区别是系统最大时钟从120MHZ变成了168MHZ，我的理解是同样是STM32F20X，ST由于技术进步或其他，使得新版STM32F207芯片超频支持168MHZ。
文档下载地址：
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f2x7.html#resource
在线预览地址：
下面我们主要分析SystemCoreClock的120M时钟怎么从一个外部25MHZ的HSE得到的。
我们要从25MHZ的外部时钟得到120M的系统时钟，需要上图中标注的重要4点：
1、使能HSE
2、选择HSE作为主PLL的输入时钟
3、主PLL倍频后得到120MHZ时钟
4、系统时钟选择主PLL时钟输出作为系统时钟
我们找到对应的代码
1、使能HSE
1/* Enable HSE */ 2RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);
在RCC_CR寄存器(RCCclock control register RCC时钟控制器)中，有打开HSE的控制位
输入时钟
1/* Configure the main PLL */ 2RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) | 3(RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);
RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE就是配置HSE作为主PLL的输入时钟
3、主PLL倍频后得到120MHZ时钟
1/* Configure the main PLL */ 2RCC->PLLCFGR = PLL_M | (PLL_N << 6) | (((PLL_P >> 1) -1) << 16) | 3 (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) | (PLL_Q << 24);
4、配置主PLL作为系统时钟的输入时钟
1/* Select the main PLL as system clock source */ 2RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW)); 3RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PL
对于主PLL的配置寄存器，在RCC_PLLCFGR寄存器中有说明
整理后得知f(out)=f(in)* N / M / P
1/* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */ 2#define PLL_M 25 3#define PLL_N 240 4/* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */ 5#define PLL_P 2
这样就获得了120M时钟
注意：
PLL_M大于等于2且小于等于63
PLL_N大于等于64且小于等于432
PLL_P只能是2、4、6、或8
但2对应0，4对应1，6对应2，8对应3。
ST并没有使用if或case语句判断，因为对应的数据除以2减去1就是寄存器这两位的值，所以可以按照下面这样写，这种写法值得我们学习。
(((PLL_P >> 1) -1) << 16)
其他外设的时钟配置时
1/* HCLK = SYSCLK / 1*/ 2RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1; 3/* PCLK2 = HCLK / 2*/ 4RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2; 5/* PCLK1 = HCLK / 4*/ 6RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4;
03、备 注
时钟中断
可以配置外部晶振出错时的中断，还有RCC中断，因此我们可以在外部时钟出问题时，切换为内部时钟，不至于整个系统挂掉。具体见ST给的官方代码。
无源晶振不起振
没有程序，无源晶振是不起振的，需要配置RCC时钟控制寄存器的HSEON位打开或关闭HSE振荡器。具体可以看之前的文章《晶振原理解析》。
关于APB和PCLK
F207是时钟图没有显示PCLK1和PCLK2，应该就是APB1和APB2
应该指的是一个PCLK应该是PeripheralClock的简称，看F105手册
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