原创 STM32的时钟系统分析

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。

STM32F103的APB1最大总线时钟是AHB总线时钟的1/2，最大为36MHz，TIM2（普通定时器）的时钟频率为72MHz，注意区分。

下图是STM32用户手册中的时钟系统结构图，通过该图可以从
总体上掌握STM32的时钟系统。