关于内外时钟切换及时钟超频测试
前言
近日，有群友困于stm32的时钟系统。这里就详细介绍一下关于内外时钟切换及时钟超频测试，希望对大家能有所帮助。
诚然，当使用固件库时，把外部晶振摘掉，系统确实会自动切换到内部时钟，但是只会以8m的默认值运行，显然这是十分不可行的，8m的速度直接让我们的stm32病入膏肓，今天的任务就是让stm32失去外挂（晶振）时，依旧可以激情澎湃。
时钟详解这里不过多介绍，自己也没有别人介绍的好，本文旨在解决现实问题。
此处插播广告：群友问过这种问题，外部接8m晶振和16m晶振有啥区别？
以我微薄的经验来看，这两个在用的时候差别不大，如果使用st的固件库（以stm32f103为例），使用8m的晶振会更方便，不用改任何代码，时钟就是72m的全速运行状态。如果用16m晶振，则需要修改代码：
在stm32f10x.h中修改宏定义hse_value ((uint32_t)8000000)为hse_value ((uint32_t)16000000)。
之后进入system_stm32f10x.c，将rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_hse | rcc_cfgr_pllmull9);改为rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2| rcc_cfgr_pllmull9);此处是将输入时钟二分频为8m，再进行9倍频到72m，和使用了8m没区别。
如果不进行该二分频操作，时钟还是有的，但是会以16m为基准进行9倍频到144m，此时单片机以超频模式运行，也是可以运行的。但是，时钟的精准性不能得到保证。
系统的时钟可以通过添加代码在debug模式下显示：
rcc_clockstypedef clockinfo;rcc_getclocksfreq(&clockinfo);
通过debug模式下观察clockinfo的值，便可知道此时系统时钟速度：
这里提一下，在使用外部晶振的情况下，st即使是超频，依旧发挥稳定，不得不夸一下st的质量。
此时我将我的开发板以8m的基准倍频16倍，得到128m的主频，使用定时器定时10us，示波器测试无误差。串口通信无误。
以72m的主频跑128依旧稳定，赞一个，因为我的外部晶振只有8m最大只能倍频到128，如果使用外部16m，不知继续倍频可以到多少。不过性能还是很好的。
预留测试gd32的效果：
写本文时，将gd的gd32e230翻出来进行了同样的测试，因为gd的倍频器倍数较高，我已经倍频到144m（标准72m），测试定时器依旧稳定。
广告很长，请忍一下：
上半场结束，下半场继续：
此处歪解一下时钟的问题，之前有群友很疑惑单片机的低功耗和时钟的关系，疑惑高速的时钟会不会增加mcu的功耗，为啥低功耗要降低时钟速度。这里讲解一下：
可以用用单位时间内执行的指令来看，高速时钟在单位时间内使系统跑了更多的指令，而低速时钟单位时间内跑的少，而单片机是直线结构，内核是不会休息的，功耗就看执行的指令多少。而单片机的低功耗就是降低时钟，让单片机跑慢点。就像人一样，低功耗相当于你不跑了，原地休息，但是你的心跳不会停止，你还是得消耗能量，即使再少还得消耗。
就像人一样，时钟就相当于心跳，只要还活着就得消耗能量，你要想跑得快，心脏就得跳得快，跳得越快能量消耗越高，即使你去睡觉，心跳只要不停止，你还得消耗能量，如果心跳没了，整个人就没了，mcu也就宕机了。所以，在处理低功耗时最先解决的就是时钟频率，只有降低了时钟的频率，才能真正降低功耗。关于单片机进入低功耗和唤醒，以及降低整体运行功耗我看能不能在下文讲解，近期刚好做了一个低功耗的项目，这里留悬念吧。
广告结束，正文开始，不好意思，有点喧宾夺主了哈！
回到主题，为了解决时钟切换的问题，才有了这个帖子，上文全属歪楼，为最近开发时的经验总结。
我们在使用stm32103的固件库时，时钟配置在system_stm32f10x.c中，但是只是对外部晶振做了初始化，而对于内部时钟并没有添加代码，如果你的mcu没有外部晶振，当系统运行时是先启动内部时钟，然后会检测外部晶振，如果没有检测到晶振，系统便以内部的8m继续运行，这是不合理的。
这里可以看到，如果外部启动失败，会进入这个else，但是这个else中并未添加任何代码，所以只会用8m的内钟执行，我们要做的就是在else中添加外部启动失败的代码：
/* 开启hsi 即内部晶振时钟 */ rcc->cr |= (uint32_t)0x00000001; /*选择hsi为pll的时钟源hsi必须2分频给pll*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2; /*pllclk=8/2*13=52mhz 设置倍频得到时钟源pll的频率*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllmull12; /* pll不分频输出 */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* 使能 pll时钟 */ rcc->cr |= rcc_cr_pllon; /* 等待pll时钟就绪*/ while((rcc->cr & rcc_cr_pllrdy) == 0) { } /* 选择pll为系统时钟的时钟源 */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_sw)); rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_sw_pll; /* 等到pll成为系统时钟的时钟源*/ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)0x08) { }
该代码填充后如果检测到有外部时钟，便以外部时钟为基准进行时钟的倍频处理，达到用户想要的时钟频率，如果你的mcu没有外部时钟，则会执行else内部的代码，将时钟源切换到内部时钟并进行倍频，如此便达到了自动检测时钟的目的。
问题：这是我根据stm32f031的时钟切换代码演变来的，但是这个只能用于主频小于或等于48m时使用，如果倍频因子超过12，也就是主频超过48m是，就会出现硬件错误，直接卡死。当需要更高的主频时就需要如下配置。
在else里面最开头添加：
/* 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;
问：如果我的mcu有晶振，但是我不想用外部，就想用内部，如何处理呢？
答：打一顿就好了，有外部不用干啥用内部呢？
上述纯属恶搞自己，被坑过……
因为内部时钟不准！！！测试内部时钟在使用定时器时会有偏差，本人在此吃过亏。此问题在stm32f031和gd32e230中均有体现。但是usart和spi通信是正常的，即使我用的2.5m波特率的usart和8m的spi。
解决办法，上述代码不用动，添加如下代码。
通过注释原文rcc->cr |= ((uint32_t)rcc_cr_hseon);并添加rcc->cr &= ~((uint32_t)rcc_cr_hseon);可默认之以内部时钟方式启动。 注意：在主函数加上systeminit();函数哦！！！ 最终代码如下：
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); /*取消改行注释并注释上文，可默认启动内部时钟*/ 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_pllmull16);#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 { /* 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; /* 开启hsi 即内部晶振时钟 */ rcc->cr |= (uint32_t)0x00000001; /*选择hsi为pll的时钟源hsi必须2分频给pll*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2; /*pllclk=8/2*13=52mhz 设置倍频得到时钟源pll的频率*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllmull16; /* pll不分频输出 */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* 使能 pll时钟 */ rcc->cr |= rcc_cr_pllon; /* 等待pll时钟就绪*/ while((rcc->cr & rcc_cr_pllrdy) == 0) { } /* 选择pll为系统时钟的时钟源 */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_sw)); rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_sw_pll; /* 等到pll成为系统时钟的时钟源*/ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)0x08) { } }}
在stm32f030或者stm32f031中，同样可以做类似操作：
static void setsysclock(void){ __io uint32_t startupcounter = 0, hsestatus = 0; /* sysclk, hclk, pclk configuration ----------------------------------------*/ /* enable hse */ rcc->cr |= ((uint32_t)rcc_cr_hseon); //修改为内部晶振 // 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 and set flash latency */ flash->acr = flash_acr_prftbe | flash_acr_latency; /* hclk = sysclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* pclk = hclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_ppre_div1; /* pll configuration = hse * 6 = 48 mhz */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_pllsrc | rcc_cfgr_pllxtpre | rcc_cfgr_pllmull)); rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_prediv1 | rcc_cfgr_pllxtpre_prediv1 | rcc_cfgr_pllmull7); /* 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)rcc_cfgr_sws_pll) { } } 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 */ // hsi 内部时钟做为pll时钟源并配置pll 56m做为系统时钟 /* enable prefetch buffer and set flash latency */ flash->acr = flash_acr_prftbe | flash_acr_latency; /* hclk = sysclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* pclk = hclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_ppre_div1; // pll configuration = (hsi/2) * 12 = 48 mhz rcc_pllconfig(rcc_pllsource_hsi_div2, rcc_pllmul_14); // 8m/2 * 14 = 56m /* 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_sysclkconfig(rcc_sysclksource_pllclk); // pll 做系统时钟 /* wait till pll is used as system clock source */ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)rcc_cfgr_sws_pll) { } } }
在stm32f103中，使用内部晶振，最大时钟频率也只能到64m，受倍频因子的影响嘛，最大只能倍频16倍。但在stm32f031中，标准使用内部时钟主频只有48m，但是我们仍然可以继续倍频，用内部时钟进行超频达到64m。在我们的产品中就用过内部超频到56m，usart和spi长时间无问题。
而gd32e230因为其高达32的倍频因子，内部时钟可以倍频到128m。
但是，这种几分钟内没有明显发热现象，不敢做长时间测试，现在mcu有点小贵。干费一个就心疼。
总之，无论st还是国产，其主频更适合在规定的范围内运行，但是跑极限在短时间内也没有很大的问题。这些数据仅供参考。
至此单片机时钟讲解就结束了，没有多少理论性的东西，主要是解决一些时钟使用时的问题，自己也总是忘，留帖一篇作为自省。
本文中所有代码都经过本人测试，运行无任何问题，但是对于问题的阐述或者一些见解可能有错误，欢迎大佬们批评指正，一定接受各种批评，努力完善！
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近日，有群友困于stm32的时钟系统。这里就详细介绍一下关于内外时钟切换及时钟超频测试，希望对大家能有所帮助。
诚然，当使用固件库时，把外部晶振摘掉，系统确实会自动切换到内部时钟，但是只会以8m的默认值运行，显然这是十分不可行的，8m的速度直接让我们的stm32病入膏肓，今天的任务就是让stm32失去外挂（晶振）时，依旧可以激情澎湃。
时钟详解这里不过多介绍，自己也没有别人介绍的好，本文旨在解决现实问题。
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以我微薄的经验来看，这两个在用的时候差别不大，如果使用st的固件库（以stm32f103为例），使用8m的晶振会更方便，不用改任何代码，时钟就是72m的全速运行状态。如果用16m晶振，则需要修改代码：
在stm32f10x.h中修改宏定义hse_value ((uint32_t)8000000)为hse_value ((uint32_t)16000000)。
之后进入system_stm32f10x.c，将rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_hse | rcc_cfgr_pllmull9);改为rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2| rcc_cfgr_pllmull9);此处是将输入时钟二分频为8m，再进行9倍频到72m，和使用了8m没区别。
如果不进行该二分频操作，时钟还是有的，但是会以16m为基准进行9倍频到144m，此时单片机以超频模式运行，也是可以运行的。但是，时钟的精准性不能得到保证。
系统的时钟可以通过添加代码在debug模式下显示：
rcc_clockstypedef clockinfo;rcc_getclocksfreq(&clockinfo);
通过debug模式下观察clockinfo的值，便可知道此时系统时钟速度：
这里提一下，在使用外部晶振的情况下，st即使是超频，依旧发挥稳定，不得不夸一下st的质量。
此时我将我的开发板以8m的基准倍频16倍，得到128m的主频，使用定时器定时10us，示波器测试无误差。串口通信无误。
以72m的主频跑128依旧稳定，赞一个，因为我的外部晶振只有8m最大只能倍频到128，如果使用外部16m，不知继续倍频可以到多少。不过性能还是很好的。
预留测试gd32的效果：
写本文时，将gd的gd32e230翻出来进行了同样的测试，因为gd的倍频器倍数较高，我已经倍频到144m（标准72m），测试定时器依旧稳定。
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此处歪解一下时钟的问题，之前有群友很疑惑单片机的低功耗和时钟的关系，疑惑高速的时钟会不会增加mcu的功耗，为啥低功耗要降低时钟速度。这里讲解一下：
可以用用单位时间内执行的指令来看，高速时钟在单位时间内使系统跑了更多的指令，而低速时钟单位时间内跑的少，而单片机是直线结构，内核是不会休息的，功耗就看执行的指令多少。而单片机的低功耗就是降低时钟，让单片机跑慢点。就像人一样，低功耗相当于你不跑了，原地休息，但是你的心跳不会停止，你还是得消耗能量，即使再少还得消耗。
就像人一样，时钟就相当于心跳，只要还活着就得消耗能量，你要想跑得快，心脏就得跳得快，跳得越快能量消耗越高，即使你去睡觉，心跳只要不停止，你还得消耗能量，如果心跳没了，整个人就没了，mcu也就宕机了。所以，在处理低功耗时最先解决的就是时钟频率，只有降低了时钟的频率，才能真正降低功耗。关于单片机进入低功耗和唤醒，以及降低整体运行功耗我看能不能在下文讲解，近期刚好做了一个低功耗的项目，这里留悬念吧。
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我们在使用stm32103的固件库时，时钟配置在system_stm32f10x.c中，但是只是对外部晶振做了初始化，而对于内部时钟并没有添加代码，如果你的mcu没有外部晶振，当系统运行时是先启动内部时钟，然后会检测外部晶振，如果没有检测到晶振，系统便以内部的8m继续运行，这是不合理的。
这里可以看到，如果外部启动失败，会进入这个else，但是这个else中并未添加任何代码，所以只会用8m的内钟执行，我们要做的就是在else中添加外部启动失败的代码：
/* 开启hsi 即内部晶振时钟 */ rcc->cr |= (uint32_t)0x00000001; /*选择hsi为pll的时钟源hsi必须2分频给pll*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2; /*pllclk=8/2*13=52mhz 设置倍频得到时钟源pll的频率*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllmull12; /* pll不分频输出 */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* 使能 pll时钟 */ rcc->cr |= rcc_cr_pllon; /* 等待pll时钟就绪*/ while((rcc->cr & rcc_cr_pllrdy) == 0) { } /* 选择pll为系统时钟的时钟源 */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_sw)); rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_sw_pll; /* 等到pll成为系统时钟的时钟源*/ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)0x08) { }
该代码填充后如果检测到有外部时钟，便以外部时钟为基准进行时钟的倍频处理，达到用户想要的时钟频率，如果你的mcu没有外部时钟，则会执行else内部的代码，将时钟源切换到内部时钟并进行倍频，如此便达到了自动检测时钟的目的。
问题：这是我根据stm32f031的时钟切换代码演变来的，但是这个只能用于主频小于或等于48m时使用，如果倍频因子超过12，也就是主频超过48m是，就会出现硬件错误，直接卡死。当需要更高的主频时就需要如下配置。
在else里面最开头添加：
/* 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;
问：如果我的mcu有晶振，但是我不想用外部，就想用内部，如何处理呢？
答：打一顿就好了，有外部不用干啥用内部呢？
上述纯属恶搞自己，被坑过……
因为内部时钟不准！！！测试内部时钟在使用定时器时会有偏差，本人在此吃过亏。此问题在stm32f031和gd32e230中均有体现。但是usart和spi通信是正常的，即使我用的2.5m波特率的usart和8m的spi。
解决办法，上述代码不用动，添加如下代码。
通过注释原文rcc->cr |= ((uint32_t)rcc_cr_hseon);并添加rcc->cr &= ~((uint32_t)rcc_cr_hseon);可默认之以内部时钟方式启动。 注意：在主函数加上systeminit();函数哦！！！ 最终代码如下：
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); /*取消改行注释并注释上文，可默认启动内部时钟*/ 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_pllmull16);#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 { /* 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; /* 开启hsi 即内部晶振时钟 */ rcc->cr |= (uint32_t)0x00000001; /*选择hsi为pll的时钟源hsi必须2分频给pll*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllsrc_hsi_div2; /*pllclk=8/2*13=52mhz 设置倍频得到时钟源pll的频率*/ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_pllmull16; /* pll不分频输出 */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* 使能 pll时钟 */ rcc->cr |= rcc_cr_pllon; /* 等待pll时钟就绪*/ while((rcc->cr & rcc_cr_pllrdy) == 0) { } /* 选择pll为系统时钟的时钟源 */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_sw)); rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_sw_pll; /* 等到pll成为系统时钟的时钟源*/ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)0x08) { } }}
在stm32f030或者stm32f031中，同样可以做类似操作：
static void setsysclock(void){ __io uint32_t startupcounter = 0, hsestatus = 0; /* sysclk, hclk, pclk configuration ----------------------------------------*/ /* enable hse */ rcc->cr |= ((uint32_t)rcc_cr_hseon); //修改为内部晶振 // 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 and set flash latency */ flash->acr = flash_acr_prftbe | flash_acr_latency; /* hclk = sysclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* pclk = hclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_ppre_div1; /* pll configuration = hse * 6 = 48 mhz */ rcc->cfgr &= (uint32_t)((uint32_t)~(rcc_cfgr_pllsrc | rcc_cfgr_pllxtpre | rcc_cfgr_pllmull)); rcc->cfgr |= (uint32_t)(rcc_cfgr_pllsrc_prediv1 | rcc_cfgr_pllxtpre_prediv1 | rcc_cfgr_pllmull7); /* 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)rcc_cfgr_sws_pll) { } } 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 */ // hsi 内部时钟做为pll时钟源并配置pll 56m做为系统时钟 /* enable prefetch buffer and set flash latency */ flash->acr = flash_acr_prftbe | flash_acr_latency; /* hclk = sysclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_hpre_div1; /* pclk = hclk */ rcc->cfgr |= (uint32_t)rcc_cfgr_ppre_div1; // pll configuration = (hsi/2) * 12 = 48 mhz rcc_pllconfig(rcc_pllsource_hsi_div2, rcc_pllmul_14); // 8m/2 * 14 = 56m /* 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_sysclkconfig(rcc_sysclksource_pllclk); // pll 做系统时钟 /* wait till pll is used as system clock source */ while ((rcc->cfgr & (uint32_t)rcc_cfgr_sws) != (uint32_t)rcc_cfgr_sws_pll) { } } }
在stm32f103中，使用内部晶振，最大时钟频率也只能到64m，受倍频因子的影响嘛，最大只能倍频16倍。但在stm32f031中，标准使用内部时钟主频只有48m，但是我们仍然可以继续倍频，用内部时钟进行超频达到64m。在我们的产品中就用过内部超频到56m，usart和spi长时间无问题。
而gd32e230因为其高达32的倍频因子，内部时钟可以倍频到128m。
但是，这种几分钟内没有明显发热现象，不敢做长时间测试，现在mcu有点小贵。干费一个就心疼。
总之，无论st还是国产，其主频更适合在规定的范围内运行，但是跑极限在短时间内也没有很大的问题。这些数据仅供参考。
至此单片机时钟讲解就结束了，没有多少理论性的东西，主要是解决一些时钟使用时的问题，自己也总是忘，留帖一篇作为自省。
本文中所有代码都经过本人测试，运行无任何问题，但是对于问题的阐述或者一些见解可能有错误，欢迎大佬们批评指正，一定接受各种批评，努力完善！
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