對微控制器中時鐘的理解：
1.概述
簡單的說，時鐘是微控制器的脈搏，是微控制器的驅動源，使用任何一個外設都必須開啟相應的時鐘。這樣的好處是，如果不使用一個外設的時候，就把它的時鐘關掉，從而可以降低系統的功耗，達到節能，實現低功耗的效果。每個時鐘ｔｉｃｋ，系統都會處理一步資料，這樣才能讓工作不出現紊亂。
2.原理
首先，任何外設都需要時鐘，51微控制器，stm32，430等等，因為暫存器是由D觸發器組成的，往觸發器裡面寫東西，前提條件是有時鐘輸入。
51微控制器不需要配置時鐘，是因為一個時鐘開了之後所有的功能都可以用了，而這個時鐘是預設開啟的，比如有一個水庫，水庫有很多個門，這些門預設是開啟的，所以每個門都會出水，我們需要哪個門的水的時候可以直接用，但是也存在一個問題，其他沒用到的門也在出水，即也在耗能。這裡水庫可以認為是能源，門可以認為是每個外設的使用狀態，時鐘可以認為是門的開關。stm32之所以是低功耗，他將所有的門都預設設定為disable，在你需要用哪個門的時候，開哪個門就可以，也就是說用到什麼外設，只要開啟對應外設的時鐘就可以，其他的沒用到的可以還是disable，這樣耗能就會減少。
在51微控制器中一個時鐘把所有的都包了，而stm32的時鐘是有分工的，並且每類時鐘的頻率不一樣，因為沒必要所有的時鐘都是最高頻率，只要夠用就行，好比一個門出來水流大小，我只要洗臉，但是出來的是和洪水一樣湧出來的水，那就gg了，消耗能源也多，所以不同的時鐘也會有頻率差別，或者在配置的時候可以配置時鐘分頻。
拓展：為何要先配置時鐘，再配置ＧＰＩＯ（功能模組）
所有暫存器都需要時鐘才能配置，暫存器是由D觸發器組成的，只有送來了時鐘，觸發器才能被改寫值。
任何MCU的任何外設都需要有時鐘，8051也是如此；STM32為了讓使用者更好地掌握功耗，對每個外設的時鐘都設定了開關，讓使用者可以精確地控制，關閉不需要的裝置，達到節省供電的目的。
51微控制器不用配置IO時鐘，只是因為預設使用同一個時鐘，這樣是方便，但是這樣的話功耗就降低不了。
例如，某個功能不需要，但是它還是一直執行。
stm32需要配置時鐘，就可以把不需要那些功能的功耗去掉。
當你想關閉某個IO的時候，關閉它相對應的時鐘使能就是了，不過在51裡面，在使用IO的時候是沒有設定IO的時鐘的，還有在STM32中，有外部和內部時鐘之分，關於時鐘等好好研究
ARM的晶片都是這樣，外設通常都是給了時鐘後，才能設定它的暫存器（即才能使用這個外設）。STM32、LPC1XXX等等都是這樣。
這麼做的目的是為了省電，使用了所謂時鐘門控的技術。
這也屬於電路里同步電路的範疇：同步電路總是需要1個時鐘。
3.分類
時鐘發生器用於產生時鐘，並提供給CPU和外部硬體裝置。
有如下三種系統時鐘。
（1）主系統時鐘
①通過連線一個振盪器到X1和X2，該振盪電路產生fx=1到20MHZ的時鐘；
②使用內部高速振盪器產生fRH=8MHZ的時鐘。
（2）副系統時鐘
①通過在XT1和XT2之間連線一個fXT=32.768KHZ的振盪器；
②通過XT2引腳提供一個外部副系統時鐘fexclks=32.768KHZ。
（3）內部低速振盪時鐘（看門狗定時器時鐘）
①內部低速振盪器，以fRL=240KHZ的時鐘振盪。該時鐘不能作為CPU時鐘。
4.配置
一、在STM32中，有五個時鐘源，為HSI
①HSI是高速內部時鐘，RC振盪器，頻率為8MHz。
②HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率範圍為4MHz~16MHz。
③LSI是低速內部時鐘，RC振盪器，頻率為40kHz。
④LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。
⑤PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。
二、在STM32上如果不使用外部晶振，OSC_IN和OSC_OUT的接法：如果使用內部RC振盪器而不使用外部晶振，請按照下面方法處理：
①對於100腳或144腳的產品，OSC_IN應接地，OSC_OUT應懸空。
②對於少於100腳的產品，有2種接法：第1種：OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC效能；第2種：分別重對映OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1為推輓輸出並輸出'0'。此方法可以減小功耗並（相對上面）節省2個外部電阻。
三、用HSE時鐘，程式設定時鐘引數流程：
01、將RCC暫存器重新設定為預設值 RCC_DeInit;
02、開啟外部高速時鐘晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
03、等待外部高速時鐘晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
04、設定AHB時鐘 RCC_HCLKConfig;
05、設定高速AHB時鐘 RCC_PCLK2Config;
06、設定低速速AHB時鐘 RCC_PCLK1Config;
07、設定PLL RCC_PLLConfig;
08、開啟PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);
09、等待PLL工作 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、設定系統時鐘 RCC_SYSCLKConfig;
11、判斷是否PLL是系統時鐘 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、開啟要使用的外設時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()
四、下面是STM32軟體韌體庫的程式中對RCC的配置函式(使用外部8MHz晶振)
/*******************************************************************************
* Function Name : RCC_Configuration
* Description : RCC配置(使用外部8MHz晶振)
* Input : 無
* Output : 無
* Return : 無
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
/*將外設RCC暫存器重設為預設值*/
RCC_DeInit();
/*設定外部高速晶振（HSE）*/
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //RCC_HSE_ON——HSE晶振開啟(ON)
/*等待HSE起振*/
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) //SUCCESS：HSE晶振穩定且就緒
{
/*設定AHB時鐘（HCLK）*/
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //RCC_SYSCLK_Div1——AHB時鐘= 系統時鐘
/* 設定高速AHB時鐘（PCLK2）*/
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //RCC_HCLK_Div1——APB2時鐘= HCLK
/*設定低速AHB時鐘（PCLK1）*/
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //RCC_HCLK_Div2——APB1時鐘= HCLK / 2
/*設定FLASH儲存器延時時鐘週期數*/
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //FLASH_Latency_2 2延時週期
/*選擇FLASH預取指快取的模式*/
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); // 預取指快取使能
/*設定PLL時鐘源及倍頻係數*/
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
// PLL的輸入時鐘= HSE時鐘頻率；RCC_PLLMul_9——PLL輸入時鐘x 9
/*使能PLL */
RCC_PLLCmd(ENABLE);
/*檢查指定的RCC標誌位(PLL準備好標誌)設定與否*/
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{
}
/*設定系統時鐘（SYSCLK）*/
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
//RCC_SYSCLKSource_PLLCLK——選擇PLL作為系統時鐘
/* PLL返回用作系統時鐘的時鐘源*/
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) //0x08：PLL作為系統時鐘
{
}
｝
/*使能或者失能APB2外設時鐘*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
//RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA時鐘
//RCC_APB2Periph_GPIOB GPIOB時鐘
//RCC_APB2Periph_GPIOC GPIOC時鐘
//RCC_APB2Periph_GPIOD GPIOD時鐘
}
五、時鐘頻率
STM32F103內部8M的內部震盪，經過倍頻後最高可以達到72M。目前TI的M3系列晶片最高頻率可以達到80M。
在stm32韌體庫3.0中對時鐘頻率的選擇進行了大大的簡化，原先的一大堆操作都在後臺進行。系統給出的函式為SystemInit()。但在呼叫前還需要進行一些巨集定義的設定，具體的設定在system_stm32f10x.c檔案中。
檔案開頭就有一個這樣的定義:
//#define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_Value
//#define SYSCLK_FREQ_20MHz 20000000
//#define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000
//#define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000
//#define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
ST 官方推薦的外接晶振是 8M,所以庫函式的設定都是假定你的硬體已經接了 8M 晶振來運算的.以上東西就是預設晶振 8M 的時候,推薦的 CPU 頻率選擇.在這裡選擇了：
#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
也就是103系列能跑到的最大值72M
然後這個 C檔案繼續往下看
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
const uint32_t SystemFrequency = SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_SysClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_AHBClk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
const uint32_t SystemFrequency_APB1Clk = (SYSCLK_FREQ_72MHz/2);
const uint32_t SystemFrequency_APB2Clk = SYSCLK_FREQ_72MHz;
這就是在定義了CPU跑72M的時候,各個系統的速度了.他們分別是:硬體頻率,系統時鐘,AHB匯流排頻率,APB1匯流排頻率,APB2匯流排頻率.再往下看,看到這個了:
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHz
static void SetSysClockTo72(void);
這就是定義 72M 的時候,設定時鐘的函式.這個函式被 SetSysClock ()函式呼叫,而
SetSysClock ()函式則是被 SystemInit()函式呼叫.最後 SystemInit()函式,就是被你呼叫的了
所以設定系統時鐘的流程就是:
首先使用者程式呼叫 SystemInit()函式,這是一個庫函式,然後 SystemInit()函式裡面,進行了一些暫存器必要的初始化後,就呼叫 SetSysClock()函式. SetSysClock()函式根據那個#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000 的巨集定義,知道了要呼叫SetSysClockTo72()這個函式,於是,就一堆麻煩而複雜的設定[email protected]#$%^然後,CPU跑起來了,而且速度是 72M. 雖然說的有點累贅,但大家只需要知道,使用者要設定頻率,程式中就做的就兩個事情:
第一個: system_stm32f10x.c 中 #define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000
第二個:呼叫SystemInit()