RCC ：reset clock control 復位和時鐘控制器。主要講解時鐘部分，特別是要著重理解時鐘樹，理解了時鐘樹，STM32 的一切時鐘的來龍去脈都會了如指掌。

一、RCC主要作用——時鐘部分 

設置系統時鐘SYSCLK、設置AHB分頻因子（決定HCLK是多少）、設置APB2分頻因子（設定PCLK2等于多少）、設置APB1分頻因子（決定PCLK1等于多少）；控制AHB/APB2/APB1這3條總線開啟，控制每個外設時鐘的開啟。 

對于SYSCLK、HCLK、PCLK2、PCLK1這4個時鐘的配置一般是：PCLK2=HCLK=SYSCLK=PLLCLK=72MHz,PCLK1=HCLK/2=36MHz.這個配置是庫函數的標準配置。

二、系統時鐘 

系統時鐘包括了： 

1.HSE高速外部時鐘（常用8MHz無源晶振）； 

2.PLL時鐘源（來源有HSE和HSI/2，一般選HSE作為時鐘來源）； 

3.PLL時鐘PLLCLK（通過設置PLL的倍頻因子，一般8Mx9=72MHz，72MHz是官方推薦穩定運行時鐘，最高128MHz）; 

4.系統時鐘SYSCLK（一般SYSCLK=PLLCLK=72MHz）； 

5.AHB總線時鐘HCLK（是系統時鐘SYSCLK經過AHB分頻器分頻后得到的時鐘，也就是APB總線時鐘，一般設置1分頻，HCLK=SYSSCLK=72MHz）； 

6.APB2總線時鐘HCLK2（APB2總線時鐘PCLK2由 HCLK經過高速APB2預分頻器得到，分頻因子可以是:[1，2，4，8，16]，具體由時鐘配置寄存器CFGR的位13-11：PPRE2[2:0]決定，一般設置為 1 分頻，即 PCLK2 = HCLK =72M）; 

7.APB1總線時鐘HCLK1（APB1 總線時鐘 PCLK1 由 HCLK 經過低速 APB 預分頻器得到，HCLK1 屬于低速的總線時鐘，最高為 36M，這里只需粗線條的設置好 APB1 的時鐘即可。我們這里設置為 2分頻，即 PCLK1 = HCLK/2 = 36M）設置系統時鐘函數在庫函數system_stm32f10x.c

                                    代碼清單：設置系統時鐘庫函數

1

1 static void SetSysClockTo72(void)

2 {

3 __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;

4 

5 // ① 使能 HSE，并等待 HSE 穩定 

6 RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);

7 

8 // 等待 HSE 啟動穩定，并做超時處理 

9 do {

10 HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;

11 StartUpCounter++;

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

13 

14 if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET) {

15 HSEStatus = (uint32_t)0x01;

16 } else {

17 HSEStatus = (uint32_t)0x00;

18 }

19 // HSE 啟動成功，則繼續往下處理 

20 if (HSEStatus == (uint32_t)0x01) {

21

22 //-----------------------------------------------------------

23 // 使能 FLASH 預存取緩沖區 */

24 FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;

25 

26 // SYSCLK 周期與閃存訪問時間的比例設置，這里統一設置成 2

27 // 設置成 2 的時候，SYSCLK 低于 48M 也可以工作，如果設置成 0 或者 1 的時候，

28 // 如果配置的 SYSCLK 超出了范圍的話，則會進入硬件錯誤，程序就死了

29 // 0：0 < SYSCLK <= 24M

30 // 1：24< SYSCLK <= 48M

31 // 2：48< SYSCLK <= 72M */

32 FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);

33 FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;

34 //------------------------------------------------------------

35 

36 // ② 設置 AHB、APB2、APB1 預分頻因子

37 // HCLK = SYSCLK

38 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;

39 //PCLK2 = HCLK

40 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;

41 //PCLK1 = HCLK/2

42 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;

43 

44 //③ 設置 PLL 時鐘來源，設置 PLL 倍頻因子，PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz

45 RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)

46 ~(RCC_CFGR_PLLSRC

47 | RCC_CFGR_PLLXTPRE

48 | RCC_CFGR_PLLMULL));

49 RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE

50 | RCC_CFGR_PLLMULL9);

51 

52 // ④ 使能 PLL

53 RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;

54 

55 // ⑤ 等待 PLL 穩定

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

57 }

58 

59 // ⑥ 選擇 PLL 作為系統時鐘來源

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

61 RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;

62 

63 // ⑦ 讀取時鐘切換狀態位，確保 PLLCLK 被選為系統時鐘

64 while ((RCC->CFGR&(uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08){

65 }

66 } else {// 如果 HSE 啟動失敗，用戶可以在這里添加錯誤代碼出來

67 }

68 }

三、其他時鐘 

1. USB時鐘 

USB 時鐘是由 PLLCLK 經過 USB 預分頻器得到，分頻因子可以是：[1,1.5]，具體的由時鐘配置寄存器 CFGR的位 22：USBPRE配置。USB的時鐘最高是 48M，根據分頻因子反推過來算 ，PLLCLK 只 能 是 48M 或 者 是 72M。 一 般我 們 設 置 PLLCLK=72M ，USBCLK=48M。USB 對時鐘要求比較高，所以 PLLCLK 只能是由 HSE 倍頻得到，不能使用 HSI倍頻。 

2. Cortex系統時鐘 

Cortex 系統時鐘由 HCLK 8 分頻得到，等于 9M，Cortex 系統時鐘用來驅動內核的系統定時器 SysTick，SysTick 一般用于操作系統的時鐘節拍，也可以用做普通的定時。 

3. ADC時鐘 

ADC時鐘由PCLK2經過ADC預分頻器得到，分頻因子可以是[2,4,6,8]，具體的由時鐘配置寄存器 CFGR的位 15-14：ADCPRE[1:0]決定。很奇怪的是怎么沒有 1分頻。ADC時鐘最高只能是 14M，如果采樣周期設置成最短的 1.5 個周期的話，ADC 的轉換時間可以達到最短的 1us。如果真要達到最短的轉換時間 1us 的話，那 ADC 的時鐘就得是 14M，反推PCLK2 的時鐘只能是：28M、56M、84M、112M，鑒于 PCLK2 最高是 72M，所以只能取28M和 56M。 

4. RTC時鐘、獨立看門狗時鐘 

RTC 時鐘可由 HSE/128 分頻得到，也可由低速外部時鐘信號 LSE 提供，頻率為32.768KHZ，也可由低速內部時鐘信號 HSI 提供，具體選用哪個時鐘由備份域控制寄存器BDCR的位9-8：RTCSEL[1:0]配置。獨立看門狗的時鐘由LSI提供，且只能是由LSI提供，LSI是低速的內部時鐘信號，頻率為 30~60KHZ直接不等，一般取 40KHZ。 

5. MCO時鐘輸出 

MCO 是 microcontroller clock output 的縮寫，是微控制器時鐘輸出引腳，在 STM32 F1系列中 由 PA8 復用所得，主要作用是可以對外提供時鐘，相當于一個有源晶振。MCO 的時鐘來源可以是：PLLCLK/2、HSI、HSE、SYSCLK，具體選哪個由時鐘配置寄存器CFGR的位 26-24：MCO[2:0]決定。除了對外提供時鐘這個作用之外，我們還可以通過示波器監控 MCO引腳的時鐘輸出來驗證我們的系統時鐘配置是否正確。

四、如何配置系統時鐘 

1、使用HSE 

將HSE經過PLL倍頻之后作為系統時鐘，通常的配置是：HSE=8MHz，PLL的倍頻因子為9，系統時鐘SYSCLK=72MHz。在程序來到main函數之前，啟動文件statup_stm32f10x_hd.s已經調用SystemInit()函數，把系統時鐘初始化為72MHz，SystemInit()函數在庫文件system_stm32f10x.c中定義。 

2.使用HSI 

如果PLL的時鐘來源是HSE，那么當HSE故障時，不僅HSE不能使用，連PLL也會關閉，此時系統會自動切換HSI為系統時鐘，此時SYSCLK=HSI=8MHz，如果沒有開啟CSS和CSS中斷的話，整個系統只能在低速率運行，跟系統癱瘓沒什么兩樣。如果開啟了CSS，當HSE故障，可以在CSS中斷中采取補救措施，使用HSI，并把系統時鐘設置為更高的頻率，最高是64MHz，一般足夠使用如ADC/SPI等，但是思考原來SYSCLK=72MHz，現在外設時鐘肯定都變了，外設工作會被打亂。我們是不是在設置 HSI 時鐘的時候，也重新調整外設總線的分頻因子，即 AHB，APB2 和 APB1 的分頻因子，使外設的時鐘達到跟 HSE 沒有故障之前一樣。但是這個也不是最保障的辦法，畢竟不能一直使用 HSI，所以當 HSE 故障時還是要采取報警措施。 

還有一種情況是，有些用戶不想用 HSE，想用 HSI，但是又不知道怎么用 HSI 來設置系統時鐘，因為調用庫函數都是使用 HSE，下面我們給出個使用 HSI 配置系統時鐘例子。

                                代碼清單：HSE作為系統時鐘來源

1

1 void HSE_SetSysClock(uint32_t pllmul)

2 {

3 __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStartUpStatus = 0;

4 

5 // 把 RCC 外設初始化成復位狀態，這句是必須的

6 RCC_DeInit();

7 

8 //使能 HSE，開啟外部晶振， STM32F103 系列開發板用的是 8M

9 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

10 

11 // 等待 HSE 啟動穩定

12 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

13 

14 // 只有 HSE 穩定之后則繼續往下執行

15 if (HSEStartUpStatus == SUCCESS) {

16 //-----------------------------------------------------------------//

17

18 // 使能 FLASH 預存取緩沖區

19 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

20 

21 // SYSCLK 周期與閃存訪問時間的比例設置，這里統一設置成 2

22 // 設置成 2 的時候，SYSCLK 低于 48M 也可以工作，如果設置成 0 或者 1 的時候，

23 // 如果配置的 SYSCLK 超出了范圍的話，則會進入硬件錯誤，程序就死了

24 // 0：0 < SYSCLK <= 24M

25 // 1：24< SYSCLK <= 48M

26 // 2：48< SYSCLK <= 72M

27 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

28 //-----------------------------------------------------------------//

29 

30 // AHB 預分頻因子設置為 1 分頻，HCLK = SYSCLK

31 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

32 

33 // APB2 預分頻因子設置為 1 分頻，PCLK2 = HCLK

34 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

35 

36 // APB1 預分頻因子設置為 1 分頻，PCLK1 = HCLK/2

37 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

38 

39 //-----------------設置各種頻率主要就是在這里設置-------------------//

40 // 設置 PLL 時鐘來源為 HSE，設置 PLL 倍頻因子

41 // PLLCLK = 8MHz * pllmul

42 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, pllmul);

43 //-------------------------------------------------------------//

44 

45 // 開啟 PLL

46 RCC_PLLCmd(ENABLE);

47 

48 // 等待 PLL 穩定

49 while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {

50 }

51 

52 // 當 PLL 穩定之后，把 PLL 時鐘切換為系統時鐘 SYSCLK

53 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

54 

55 // 讀取時鐘切換狀態位，確保 PLLCLK 被選為系統時鐘

56 while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {

57 }

58 } else {

59 // 如果 HSE 開啟失敗，那么程序就會來到這里，用戶可在這里添加出錯的代碼處理

60 // 當 HSE 開啟失敗或者故障的時候，單片機會自動把 HSI 設置為系統時鐘，

61 // HSI 是內部的高速時鐘，8MHZ

62 while (1) {

63 }

64 }

65 }

這個函數采用庫函數編寫，有個形參pllmul，用來設置PLL的倍頻因子，調用的時候形參可以是：RCC_PLLMul_x , x:[2,3,…16]，這些宏來源于庫函數的定義，宏展開是一些 32 位的十六進制數，具體功能是配置了時鐘配置寄存器 CFGR 的位 21-18PLLMUL[3:0]，預先定義好倍頻因子，方便調用。 

函數調用舉例：HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9); 則設置系統時鐘為：8MHZ * 9 =72MHZ。 HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_16); 則設置系統時鐘為：8MHZ * 16 = 128MHZ超頻慎用。

                                    代碼清單：HSI作為系統時鐘來源

1

1 void HSI_SetSysClock(uint32_t pllmul)

2 {

3 __IO uint32_t HSIStartUpStatus = 0;

4 

5 // 把 RCC 外設初始化成復位狀態，這句是必須的

6 RCC_DeInit();

7 

8 //使能 HSI

9 RCC_HSICmd(ENABLE);

10 

11 // 等待 HSI 就緒

12 HSIStartUpStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY;

13 

14 // 只有 HSI 就緒之后則繼續往下執行

15 if (HSIStartUpStatus == RCC_CR_HSIRDY) {

16 //-------------------------------------------------------------//

17

18 // 使能 FLASH 預存取緩沖區

19 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

20 

21 // SYSCLK 周期與閃存訪問時間的比例設置，這里統一設置成 2

22 // 設置成 2 的時候，SYSCLK 低于 48M 也可以工作，如果設置成 0 或者 1 的時候，

23 // 如果配置的 SYSCLK 超出了范圍的話，則會進入硬件錯誤，程序就死了

24 // 0：0 < SYSCLK <= 24M

25 // 1：24< SYSCLK <= 48M

26 // 2：48< SYSCLK <= 72M

27 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

28 //------------------------------------------------------------//

29 

30 // AHB 預分頻因子設置為 1 分頻，HCLK = SYSCLK

31 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

32 

33 // APB2 預分頻因子設置為 1 分頻，PCLK2 = HCLK

34 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

35 

36 // APB1 預分頻因子設置為 1 分頻，PCLK1 = HCLK/2

37 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

38 

39 //-----------設置各種頻率主要就是在這里設置-------------------//

40 // 設置 PLL 時鐘來源為 HSE，設置 PLL 倍頻因子

41 // PLLCLK = 4MHz * pllmul

42 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, pllmul);

43 //-- -----------------------------------------------------//

44 

45 // 開啟 PLL

46 RCC_PLLCmd(ENABLE);

47 

48 // 等待 PLL 穩定

49 while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {

50 }

51 

52 // 當 PLL 穩定之后，把 PLL 時鐘切換為系統時鐘 SYSCLK

53 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

54 

55 // 讀取時鐘切換狀態位，確保 PLLCLK 被選為系統時鐘

56 while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {

57 }

58 } else {

59 // 如果 HSI 開啟失敗，那么程序就會來到這里，用戶可在這里添加出錯的代碼處理

60 // 當 HSE 開啟失敗或者故障的時候，單片機會自動把 HSI 設置為系統時鐘，

61 // HSI 是內部的高速時鐘，8MHZ

62 while (1) {

63 }

64 }

65 }

HSI 設置系統時鐘函數跟 HSE 設置系統時鐘函數在原理上是一樣的，有一個區別的地方就是，HSI 必須 2 分頻之后才能作為 PLL 的時鐘來源，所以使用 HSI 時，最大的系統時鐘 SYSCLK只能是 HSI/2*16=4*16=64MHZ。 

函數調用舉例：HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_9); 則設置系統時鐘為：4MHZ * 9 =36MHZ。

3、MCO輸出 

在STM32F103中，PA8可以復用為MCO的引腳，對外提供時鐘輸出，也可以用示波器監控該引腳輸出判斷系統時鐘是否設置正確。

                                        代碼清單：MCO初始化

1

1 /*

2 * 初始化 MCO 引腳 PA8

3 * 在 F103 系列中 MCO 引腳只有一個，即 PA8，在 F4 系列中，MCO 引腳有兩個

4 */

5 void MCO_GPIO_Config(void)

6 {

7 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

8 // 開啟 GPIOA 的時鐘

9 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

10 

11 // 選擇 GPIO8 引腳

12 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

13 

14 //設置為復用功能推挽輸出

15 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

16 

17 //設置 IO 的翻轉速率為 50M

18 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

19 

20 // 初始化 GPIOA8

21 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

22 }

                                        代碼清單：MCO輸出時鐘選擇

1

1 // 設置 MCO 引腳輸出時鐘，用示波器即可在 PA8 測量到輸出的時鐘信號，

2 // 我們可以把 PLLCLK/2 作為 MCO 引腳的時鐘來檢測系統時鐘是否配置準確

3 // MCO 引腳輸出可以是 HSE,HSI,PLLCLK/2,SYSCLK

4 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSE);

5 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSI);

6 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_PLLCLK_Div2);

7 RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);

初始化MCO引腳后，可以直接調用庫函數RCC_MCOConfig()來選擇MCO時鐘來源。

                                            代碼清單：main

1

1 int main(void)

2 {

3 // 程序來到 main 函數之前，啟動文件：statup_stm32f10x_hd.s 已經調用

4 // SystemInit()函數把系統時鐘初始化成 72MHZ

5 // SystemInit()在 system_stm32f10x.c 中定義

6 // 如果用戶想修改系統時鐘，可自行編寫程序修改

7 

8 // 重新設置系統時鐘，這時候可以選擇使用 HSE 還是 HSI

9 

10 // 使用 HSE 時，SYSCLK = 8M * RCC_PLLMul_x, x:[2,3,...16],最高是 128M

11 HSE_SetSysClock(RCC_PLLMul_9);

12 

13 // 使用 HSI 時，SYSCLK = 4M * RCC_PLLMul_x, x:[2,3,...16],最高是 64MH

14 //HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_16);

15 

16 // MCO 引腳初始化

17 MCO_GPIO_Config();

18 

19 // 設置 MCO 引腳輸出時鐘，用示波器即可在 PA8 測量到輸出的時鐘信號，

20 // 我們可以把 PLLCLK/2 作為 MCO 引腳的時鐘來檢測系統時鐘是否配置準確

21 // MCO 引腳輸出可以是 HSE,HSI,PLLCLK/2,SYSCLK

22 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSE);

23 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_HSI);

24 //RCC_MCOConfig(RCC_MCO_PLLCLK_Div2);

25 RCC_MCOConfig(RCC_MCO_SYSCLK);

26 

27 // LED 端口初始化

28 LED_GPIO_Config();

29 while (1) {

30 LED1( ON ); // 亮

31 Delay(0x0FFFFF);

32 LED1( OFF ); // 滅

33 Delay(0x0FFFFF);

34 }

35 }

在main中，可以調用HSE_SetSysClock()或者HSI_SetSysClock()這兩個函數把系統時鐘設置成為各種常用的時鐘，然后通過MCO引腳監控 ，或者通過LED閃爍的快慢體驗不同的系統時鐘對同一軟件延時函數的影響。