浅谈STM32单片机的时钟系统

今天来总结一下stm32单片机的时钟系统，也就是时钟树的相关知识点。单片机正常工作的三要素是电源、时钟、复位电路。由此可以说，时钟的正常工作是单片机正常工作的必要不充分条件。我们常常会把时钟比喻为单片机的心脏，其重要性不言而喻。

就是这个“心脏”心跳的频率，决定着单片机这个“人“各个”器官“的工作频率。我们系统时钟来源于它，各个外设的工作频率也是经过它分频或者倍频得出来的，任何外设要想工作，必须打开相对应的时钟。频率设置得高，那么单片机处理指令的速度也就会越快，越高效。同时，频率设置得越高，单片机的功耗也就会相应地提高。如果在一些对功耗有要求的产品上，都会把不用的外设时钟关掉。

还有众所周知的是，如果单片机的时钟频率越高，那么高低电平的上升沿或者下降沿所需要的时间就会越短。这样整个系统的抗干扰能力就会随着时钟频率的增加而下降。所以如果遇到系统EMS相关问题，可以从这个方向进行验证考虑。

那么结合下面stm32f1 与stm32f4的两幅时钟树的block diagram,以及我自己对时钟的理解，来做一个总结。

stm32f1时钟树

stm32f4时钟树

1、无论是stm32f1,还是stm32f4,都有五个时钟源：为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。其中PLL锁相环倍频时钟源，是将HSI和HSE倍频后输出的。

HSI:High Speed Internal 是高速内部时钟，RC振荡器，stm32f1频率为8MHz,stm32f4频率为16MHz。

HSE: High Speed External 是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，stm32f1的频率范围为4MHz~16MHz，stm32f4的频率为4~26MHz。

LSI:Low Speed Internal 是低速内部时钟，RC振荡器，stm32f1的频率为40kHz，stm32f4的频率为32kHz。

LSE:Low Speed External是低速外部时钟，stm32f1与stm32f4均是接频率为32.768kHz的石英晶体。

PLL:Phase Lock Loop 为锁相环倍频输出，其时钟输入均由HSE或HSI提供。stm32f1的输出频率最大不得超过72MHz，stm32f4的输出频率最大不得超过168MHz。

2、PLLCLK - PLL时钟

stm32f1:

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。可以为SYSCLK提供时钟源，也可以经过分频器为USBCLK提供时钟的输入源。

stm32f4:

主PLL时钟：由HSE或HSI提供。可以为SYSCLK提供时钟的输入源。

PLL I2S时钟：由HSE或HSI提供。输出可以为I2S提供时钟的输入源。

3、系统时钟SYSCLK是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。从两幅图中可以看出，stm32f1与stm32f4的系统时钟SYSCLK均有三个来源，分别是：HSI、HSE和PLL。大部分时候，STM32的系统时钟是通过PLL经过倍频来完成。其中，stm32f1经过PLL倍频后，可以达到的最大的系统时钟频率是72MHZ,stm32f4经过PLL倍频后，可以达到最大的系统时钟频率是168MHZ。

关于stm32时钟树就先总结到这里。更加详细的就不讲了，结合ST官方的时钟树框图，可以很明了地了解到各个系统外设的时钟来源及走向。实际开发中，在编写代码的时候结合时钟树的框图，相信就可以做到更深入的理解。