STM32时钟初始化函数SystemInit()详解

只看该作者 · 2015-3-30 22:01

花了一天的时间，总算是了解了SystemInit()函数实现了哪些功能，初学STM32，，现记录如下（有理解错误的地方还请大侠指出）：使用的是3.5的库，用的是STM32F107VC，开发环境RVMDK4.23
我已经定义了STM32F10X_CL，SYSCLK_FREQ_72MHz
函数调用顺序：
startup_stm32f10x_cl.s（启动文件） → SystemInit() →  SetSysClock () → SetSysClockTo72()
初始化时钟用到的RCC寄存器复位值：
RCC_CR = 0x0000 xx83; RCC_CFGR = 0x0000 0000；RCC_CIR = 0x0000 0000; RCC_CFGR2 = 0x0000 0000;
SystemInit()
在调用 SetSysClock()之前RCC寄存器的值如下（都是一些与运算，或运算，在此就不赘述了）：
RCC->CR = 0x0000 0083;  RCC->CIR = 0x00FF0000; RCC->CFGR2 = 0x00000000;至于这些寄存器都代表着什么意思，详见芯片资料RCC寄存器，该文重点不在此处；
SetSysClock()函数如下：
static void SetSysClock(void)
{
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSE
  SetSysClockToHSE();
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHz
  SetSysClockTo24();
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHz
  SetSysClockTo36();
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHz
  SetSysClockTo48();
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHz
  SetSysClockTo56();
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz//我的定义的是SYSCLK_FREQ_72MHz，所以调用SetSysClockTo72()
  SetSysClockTo72();
#endif
}

SetSysClockTo72()函数如下：
static void SetSysClockTo72(void)
{
  __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
/* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration ---------------------------*/
  /* Enable HSE */
  RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);

  /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
  do
  {
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
StartUpCounter++;
  } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));

  if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
  {
HSEStatus = (uint32_t)0x01;
  }
  else
  {
HSEStatus = (uint32_t)0x00;
  }
  if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
  {
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;

/* Flash 2 wait state */
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;
/* HCLK = SYSCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;

/* PCLK2 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;

/* PCLK1 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;
#ifdef STM32F10X_CL
/* Configure PLLs ------------------------------------------------------*/
/* PLL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 5) * 8 = 40 MHz */
/* PREDIV1 configuration: PREDIV1CLK = PLL2 / 5 = 8 MHz */

RCC->CFGR2 &= (uint32_t)~(RCC_CFGR2_PREDIV2 | RCC_CFGR2_PLL2MUL |
                           RCC_CFGR2_PREDIV1 | RCC_CFGR2_PREDIV1SRC);
RCC->CFGR2 |= (uint32_t)(RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5 | RCC_CFGR2_PLL2MUL8 |
                           RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 | RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5);
   /* Enable PLL2 */
RCC->CR |= RCC_CR_PLL2ON;
/* Wait till PLL2 is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLL2RDY) == 0)
{
}
   /* PLL configuration: PLLCLK = PREDIV1 * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLMULL);
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 | RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 |
                        RCC_CFGR_PLLMULL9);
#else
/*  PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
                                    RCC_CFGR_PLLMULL));
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9);
#endif /* STM32F10X_CL */

/* Enable PLL */
RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;

/* Wait till PLL is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}

/* Select PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;

/* Wait till PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
{
}
  }
  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 */
  }
}

只看该作者 · 2015-3-30 22:01

1：AHB, APB1，APB2时钟确定
//HCLK = SYSCLK ,从下面的分析可以得出SYSCLK是使用PLLCLK时钟的，也就是72MHZ（至于72MHZ如何得来，请看下面分析）
//那么就是HCLK(AHB总线时钟)=PLLCLK = 72MHZ
//AHB总线时钟等于系统时钟SYSCLK，也就是 AHB时钟 = HCLK = SYSCLK = 72MHZ
/* HCLK = SYSCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;

//PLCK2等于HCLK一分频，所以PCLK2 = HCLK，HCLK = 72MHZ, 那么PLCK2(APB2总线时钟) = 72MHZ
//APB2总线时钟等于HCLK的一分频，也就是不分频；APB2 时钟 = HCLK = SYSCLK = 72MHZ
/* PCLK2 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;

//PCLK1 = HCLK / 2；PCLK1 等于HCLK时钟的二分频，那么PCLK1(APB1) = 72MHZ / 2 = 36MHZ
//APB1总线时钟等于HCLK的二分频，也就是 APB1时钟= HCLK / 2 = 36MHZ
/* PCLK1 = HCLK */
RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;

只看该作者 · 2015-3-30 22:02

2：如何得出SYSCLK（系统时钟）为72MHZ(外部晶振25MHZ)
//记得参考英文芯片资料的时钟树P115页和RCC时钟寄存器进行理解
RCC->CFGR2 |= (uint32_t)(RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5 | RCC_CFGR2_PLL2MUL8 |RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 | RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5);

RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5:  PREDIV2 = 5； 5分频
      也就是PREDIV2对输入的外部时钟 5分频,那么PLL2和PLL3没有倍频前是25 /5 = 5MHZ
RCC_CFGR2_PLL2MUL8  : PLL2MUL = 8； 8倍频
      8倍频后,PLL2时钟 = 5 * 8 = 40MHZ; 因此 PLL2CLK = 40MHZ
RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 : RCC_CFGR2的第16位为1，选择PLL2CLK 作为PREDIV1的时钟源
RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5：PREDIV1 = 5；PREDIV1对输入时钟5分频 PREDIV1CLK = PLL2CLK / 5 = 8MHZ

以上是对RCC_CFGR2进行的配置
--------------------------------------------------------------------------------------
RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 | RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 |
RCC_CFGR_PLLMULL9);

RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 ：操作的是RCC_CFGR的第17位PLLXTPRE，操作这一位和操作RCC_CFGR2寄存器的位[3:0]中的最低位是相同的效果
RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 ：选择PREDIV1输出作为PLL输入时钟;PREDIV1CLK = 8MHZ,所以输入给PLL倍频的时钟源是8MHZ
RCC_CFGR_PLLMULL9 ：PLLMUL = 9；PLL倍频系数为9，也就是对 PLLCLK = PREDIV1CLK * 8 = 72MHZ

以上是对RCC_CFGR进行的配置
---------------------------------------------------------------------------------------------------

RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL; //选择PLLCLK作为系统时钟源

--------------------------------------------------------------------------------------------------
至此基本配置已经完成，配置的时钟如下所述：
SYSCLK(系统时钟) = 72MHZ
AHB总线时钟 = 72MHZ
APB1总线时钟  = 36MHZ
APB2总线时钟  = 72MHZ
PLL时钟 = 72MHZ
PLL2时钟  = 40MHZ