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第九章 STM32MP1时钟系统
如果让你用一句话来形容时钟，你会怎么说？
A同学说：“时钟是单片机的心脏”；
B同学说：“军训方队训练时的121”；
C同学说：“时钟是单片机的能量”；
D同学说：“早上的闹铃”；
…
可见，时钟是多么的重要。
本章节我们来了解STM32MP1的时钟系统，并分析HAL库中和时钟相关的API函数，然后通过STM32CubeMX插件生成时钟初始化代码，通过分析工程代码去学习STM32MP1的系统时钟初始化步骤。
本章将分为如下几个小节：
9.1、认识时钟树；
9.2、RCC寄存器介绍；
9.3、时钟相关API函数；
9.4、配置系统时钟实验；
9.5、实验代码分析；
9.1 认识时钟树
时钟是单片机运行的基础，相当于心跳，没有时钟，单片机就无法工作。为什么这么说呢？我们知道，寄存器是CPU内部的元件，由锁存器或触发器构成，触发器的置1、清0和置数的功能是靠其外部提供的时钟脉冲来产生跳变的，如果没有这个脉冲信号，电路就没有数字跳变，也就没有时序，单片机也就没有工作。时钟就像是人的心脏，这个恰当的比喻把时钟的重要性概括的淋漓尽致。
听说过时钟，但时钟树又是啥？前面我们说单片机的运行需要时钟脉冲来驱动，这个脉冲由源始晶体振荡器提供时钟输入，经过各级电路的处理，最终传输给各个设备，设备获得一定时钟频率以后开始工作。时钟的这种传输过程就好比一棵大树的养分供给给其它分支，树上的主干和树枝就好比时钟的总线，树叶就像是外设，时钟就是通过总线传输给设备的。
9.1.1时钟源
51单片机的一个系统时钟就可以解决一切，但STM32不一样，STM32有5个输入时钟源（Input Clock）可以用，分为2个外部时钟和3个内部时钟。
下面我们看看这几种时钟源。
（1）2个外部时钟源：
高速外部振荡器 (HSE)
可通过外接有源或者无源晶振驱动，支持 4 MHz 到 48 MHz 频率范围内的晶振。如果要使用外部晶振，在STM32CubeIDE上配置的时候，请根据板子上外部焊接的晶振频率来配置，正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了24MHz有源晶振。
低速外部振荡器 (LSE)
可通过外接晶振驱动，固件库中默认配置32.768 kHz（见7.4.1小节）。正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了32.768KHz无源晶振，主要用于驱动RTC 实时时钟和唤醒功能。
（2）3个内部时钟源：
高速内部振荡器 (HSI)
频率约为8、16、32、64 MHz，在固件库中默认配置为64 MHz。HSI比HSE具有更快的启动时间，大约几微秒。
低速内部振荡器 (LSI)
频率约为32 kHz，实际值可能会因为电压和温度而变化。主要用于看门狗。
低功耗内部振荡器 (CSI)
频率约是为4MHz，主要用于低功耗。
以上2个外部时钟源都是由芯片外部晶振产生时钟频率，其精度较高，而内部的时钟源可能因为受到温度的变化，频率发生变化，也就是存在“温飘”的情况，即使经过校准以后，精度也比外部晶振低，对于日常普通的短时间计时，使用内部时钟相差不大，对于较长时间计时就不建议使用内部时钟了。使用内部时钟可以降低成本，例如在一些白色家电中，一些家电产品为了降低成本，把电路板上外接的晶振去掉，程序改用内部时钟来工作。
大家可能会问，为什么STM32 要有多个时钟源呢？
我们知道，在同一个电路中，外设开的越多以及频率越高，功耗就越大，同时抗电磁干扰能力也会越弱。在实际的使用中我们并不是所有外设都会用到，有时候只是用到其中的某几个功能，如果打开用不到的外设，功耗会变大，而对于用到的外设，有的外设可能用不到系统时钟那么高的频率，例如看门狗或者RTC只需要几十KHz的时钟就可以工作了。ST在设计芯片的时候也是考虑到了这一点，对复杂的MCU采用多时钟源的方法来解决，并用时钟树来管理，将所有的外设时钟都关掉，用到什么外设，就使能对应的外设时钟即可。下面，我们来看看STM32MP1的时钟树。
9.1.2时钟树
图9.1.2. 1时钟树框图
注：
①图中的 表示动态时钟选择器，图中的D符号表示动态选择开关，即时钟选择器允许即时重新配置选择输入的时钟源，两个输入之间的过渡无干扰。仅当目标时钟源准备就绪（启动延迟或PLL锁定后时钟稳定）时，才从一个时钟源切换到另一时钟源。如果选择了尚未准备好的时钟源，则在时钟源准备就绪时进行切换。
②图中的部分时钟命名：
表9.1.2. 1时钟命名
外部时钟输入
图中①处是外部时钟输入引脚，当使用HSE时，HSE在OSC_IN引脚接收外部时钟源，当使用LSE时，LSE在OSC32_IN引脚接收外部时钟源。
表9.1.2. 2外部时钟输入引脚
2. MCO时钟输出
②处是MCO微控制器时钟输出（microcontroller clock output）部分。
MCO1和MCO2是时钟输出，通过芯片引脚可以给外部的芯片提供时钟，可以节省晶振，节约成本。MCO1和MCO2时钟输出通过配置RCC_MCO1CFGR寄存器来实现，具体配置可以参考手册详细说明。
时钟输出 Pin name
表9.1.2. 3 MCO时钟输出引脚
MCO1SEL和MCO2SEL是时钟源选择器，分别选择MCO1和MCO2的时钟来源；
MCO1DIV和MCO2DIV是时钟分频器（也叫预分频器），取值范围是1~16；
MCO1时钟源来自hse_ck、lse_ck、his_ck、lsi_ck和csi_ck，用于输出HSI，HSE，CSI，LSI或LSE时钟。
MCO2时钟源来自mpuss_ck、axiss_ck、mcuss_ck、pll4_p_ck、hse_ck和hsi_ck，用于输出MPUSS、AXISS、MCUSS、PLL4（PLL4_P）、HSE或HSI时钟。
3. 锁相环PLL
③处是和锁相环有关部分。
PLL(Phase Locked Loop) 锁相环路，其作用是使外部的输入信号与内部的振荡信号的相位同步，在STM32中主要用于分频和倍频。STM32MP1有4个锁相环，分别为PLL1、PLL2、PLL3和PLL4：
PLL1，用于向MPU子系统提供时钟；
PLL2，用于向AXI子系统、DDR和GPU提供时钟；
PLL3，用于向MCU子系统提供时钟并为外设生成内核时钟；
PLL4，用于生成外设的内核时钟。
④是PLL时钟源选择器。
锁相环输入时钟源有三个：his_ck、hse_ck 和csi_ck，分别对应HSI、HSE和CSI的时钟。我们可以配置某个锁相环选择对应的时钟源。
⑤是PLL时钟源分频器
DIVM1、DIVM2和DIVM3和DIVM4分别是PLL1、PLL2、PLL3和PLL4的分频器，取值范围都是1~64，表示将输入时钟源进行分频。
⑥是锁相环
其中PLL1是一个输入一个输出，PLL2、PLL3和PLL4是一个输入三个输出。
我们以PLL3为例子分析一下锁相环的内部结构：
VCO表示输出频率；
DIVN表示VCO的倍数；
DIVP、DIVQ和DIVR表示预分频器；
SSCG扩频时钟发生器，可以减少EMI峰值的数量，一般不用设置；
FRACV是分数倍频系数，它和DIVN一起组成PLL的倍频系数，当FRACV等于0的时候表示在整数模式下，大于0的时候表示在小数（或者说分数）模式下。
PLL输出的频率有两种计算方法，我们以PLL3输出pll3_p_ck为例，其它锁相环的输出计算方法类似，时钟源默认使用HSI，即64MHz。
在整数模式下使用PLL：
在小数模式下使用PLL：
注：
手册中公式的(DIVN + 1)其实就相当于我们上面公式中的DIVN，因为STM32CubeMX插件中是这样计算的，我们的公式中就跟STM32CubeMX插件的计算方式一致。
图9.1.2. 2参考手册上的公式
例如，在整数模式下（FRACV为0），当设置分频器DIVM3为4，DIVN为26，预分频器DIVP为2时，计算出pll3_p_ck为208MHz。如果再设置FRACV的值为10，根据上述计算出pll3_p_ck约为208.009766MHz。在STM32CubeMX插件上，我们手动配置这几个参数，结果和我们计算的结果一致，如下图所示：
图9.1.2. 3 整数模式
图9.1.2. 4分数模式
4. 子系统时钟
⑦处是子系统时钟，RCC处理三个子系统时钟：mpuss_ck、axiss_ck和mcuss_ck。其中mpuss_ck给MPU提供时钟，axiss_ck给AXI互联矩阵提供时钟，mcuss_ck给MCU提供时钟。上电复位后，所有的PLL和CSI以及HSE关闭，默认将HSI选择为整个系统的主时钟，因此，子系统时钟默认来自HSI。当系统运行时，用户可以选择子系统的时钟源。
我们来查看子系统部分的详细框图：
图9.1.2. 5子系统框图
mpuss_ck的频率最大可以是650MHz或者800MHz，这个根据所用的器件型号决定，STM32MP157A的MOU主频为650MHz，STM32MP157D的MPU主频为800MHz。 axiss_ck时钟最大是266 MHz，其经过AXIDIV分频器分频后分流为几路，给总线提供时钟。mcuss_ck时钟最大为209 MHz，经过MCUDIV分频器分频以后也是分成了几路。
pclk4和pclk5最大为133 MHz，pclk1、pclk2、pclk3最大为104.5 MHz。
子系统时钟汇总如下表格所示：
表9.1.2. 4子系统时钟信息表
5. CPU、AXI总线矩阵和外设时钟
在STM32CubeMX插件上，我们可以看更具体的时钟树框图，如下图：
A处是时钟源，可选外部时钟或者内部时钟，要用外部时钟的话，必选先使能外部时钟；
B处是锁相环PLL；
C处是内部时钟输出MCO1和MCO2；
黄色区域是子系统时钟；
紫色区域是专门给CA7外设提供时钟的总线时钟，分别是AXI、AHB5、AHB6、APB4、APB5，；
蓝色区域是给MPU和MCU提供时钟，其中，MPU时钟最大是650或800MHz，MCU时钟最大是209MHz，MCU有一个内核外设Systick，频率最大也是209MHz；
绿色区域中AHB1-4、APB1-3 是提供给 CM4 外设使用的；
红色区域是内核外设时钟具体配置部分，默认没有使能，是灰色，只要在 STM32CubeMX 使能了对应的外设，对应外设的时钟就会由灰色变成蓝色。
注：
RCC为整个电路提供时钟，为了避免造成误解，和参考手册一致，使用以下术语：
•外设时钟：
外设时钟是RCC提供给外设的时钟，可以为外围设备提供两种时钟：
–总线接口时钟
–内核时钟
这里的外设有分普通的外设和内核外设。外设将从RCC接收一个或多个总线接口时钟，该时钟通常是AHB，APB或AXI总线接口时钟，具体取决于外围设备连接的总线。
某些外设仅需要总线接口时钟（例如GPIOx、ETZPC、EXTI 、IPCC 、WWDG1、DMAx …）。
一些外设可能还需要专用时钟来处理接口功能， 该时钟称为内核时钟。例如，诸如SAI、ETH、FMC、GPU等这些的外设需要生成特定且准确的主时钟频率，这需要专用的内核时钟频率。
•CPU时钟
CPU时钟是提供给CPU的时钟mpuss_ck。MCU时钟是mpuss_ck。
•总线矩阵时钟
总线矩阵时钟是提供给不同桥（APB，AHB或AXI）的时钟。
图中，表示APB总线的分频器，里边的数值表示分频因子。表示是时钟源选择器。
STM32CubeMX插件上的时钟树比较形象，很好理解，图中的一些符号可能和我们参考手册上看到的不一样，不过根据字面上的意思可以知道大概对应了哪些设备。我们可以通过STM32CubeMX插件来配置时钟，然后自动生成时钟的初始化代码。
图9.1.2. 6 STM32CubeMX时钟树
对于内核外设时钟，我们以SPI为例子来说明一下：
图9.1.2. 7 SPI时钟框图
PKCS (Peripheral Kernel Clock Selection)是外设内核时钟选择单元，用于选择某个外设的内核时钟来源。PCKE(Peripheral ClocKs Enable)是外设时钟使能单元，用于是否启用时钟输出到外设中。
如上图，SPI6的内核时钟源来自于APB5总线（pclk5）、PLL（PLL3和PLL4）、HSI、CSI和HSE中的某一个，具体是哪一个由PKCS决定。其中，HSI和CSI用于低功耗中，PLL4在需要时具有更高的灵活性，例如，它允许通过PLL3更改MCU总线的频率，而不会影响某些串行接口的速度。
SPI6的PCKE有两个时钟部分，一个是来自于APB5总线接口的spi_pclk，一个是来自于内核时钟spi_ker_ck。PCKE决定是否启用SPI6的时钟，其它内核外设也是通过PCKE来开启的。由此可见，各个外设时钟基本都是可控的，不用的外设，就关闭对应的时钟，用到的外设，就根据分频器来配置，选择一个适合频率的时钟源，然后再开启外设时钟，这样的设计大大降低了功耗。
根据STM32CubeMX插件上的时钟树，ST给出了一张总线框图，如下图，从图中可以看出哪些外设挂在哪根总线上，以及总线的最大时钟频率是多少等信息。
下图中，AXI互联矩阵主要用于Cortex-A7 CPU子系统和高带宽的设备（USBH、ETH、SDMMC1/2、MDMA、GPU和 LTDC等）。MLAHB高性能总线主要用于Cortex-M4子系统和相关的设备（GPIO、ADC、SRAM、OTG、DMA1/2和SDMMC3等）。APB低速总线主要用于低带宽的周边外设（如UART、USB、SPI、I2C等）之间的连接，也称之为外围总线。
图9.1.2. 8 STM32MP157A/D系统总架构图
6. 时钟安全系统（CSS）
如果启用外部时钟HSE和LSE的话，硬件将启用HSE或者LSE上的CSS。我们在上面的框图以及STM32CubeMX插件上的时钟树均可以看到CSS模块。如下图，右边的是框图中的部分截图，右边的是STM32CubeMX插件上具体的截图。图中配置HSE为PLL3的时钟来源，在并将pll3_p_ck（PLL3P）作为MCU子系统的时钟源，可以看到Enable CSS模块自动变为深蓝色，表示使能了CSS。而没有使用的LSE，对应的Enable CSS模块颜色为灰色。
图9.1.2. 9外部时钟CSS
RCC具有时钟安全系统（CSS），允许应用程序检测外部时钟（HSE、LSE）是否由于意外原因而停止翻转。
如果使用的是HSE，在检测到故障的情况下，CSS将生成系统重置，并保护BKPSRAM的敏感数据。时钟安全系统可以由应用软件通过HSECSSON位激活，（但无法通过软件清除HSECSSON位），即使将HSEON设置为0，也可以激活HSECSSON位。 当启用并准备好HSE并且HSECSSON设置为“ 1”时，硬件将启用HSE上的CSS。当禁用HSE时， HSE上的CSS会被禁用。
如果使用的是LSE，如果检测到故障，CSS将生成故障事件，禁用提供给RTC的时钟并保护BKPSRAM的敏感数据。也可以通过应用程序将RCC_BDCR寄存器的LSECSSON位置1来激活LSE上的时钟安全系统（CSS），但必须按照以下顺序在LSE上激活CSS：
①将LSEON设置为’1’，并等待LSERDY =‘1’；
②通过RTCSRC字段选择LSE时钟；
③设置LSECSSON 到“ 1”。
关于CSS，我们这里不做深入研究，感兴趣的可以查阅参考手册以及ST官网相关介绍。
9.2 RCC寄存器介绍
下面我们来看看RCC相关的寄存器。RCC寄存器分为RCC TrustZone相关寄存器，RCC振荡器时钟相关寄存器，HSI、CSI、MCO1和MCO2、AXI、AHB、APB、PLL、MPU和MCU相关寄存器，还有外设的内核时钟选择寄存器。这么多寄存器，我们要配置哪个寄存器就查看对应寄存器即可，这里就不一一介绍所有的寄存器了。而且HAL库已经将这些寄存器封装好了，调用HAL库即可控制这些寄存器。
9.2.1 寄存器分类介绍
RCC振荡器时钟相关寄存器
RCC振荡器时钟寄存器有RCC_OCENSETR、RCC_OCENCLRR、RCC_OCRDYR。
（1）RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）
图9.2.1.1 RCC_OCENSETR寄存器
RCC_OCENSETR时钟用于使能（HSE、HSI、CSI）时钟，向该寄存器写入0无效，将对应的位置1则开启对应的时钟。如果TZEN = MCKPROT =‘1’，则只能在安全模式下修改此寄存器。在时钟恢复序列期间，不允许对该寄存器进行写访问。
该寄存器配置也比较简单，以HSE为例，如要开启HSE，则先将第8位HSEON置1来开启HSE时钟，再根据是否使用旁路模式来配置第10位HSEBYP，如果使用安全模式，则配置HSECSSON。
（2）RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）
图9.2.1.2 RCC_OCENCLRR寄存器
该寄存器用于清除寄存器对应的位，对位写0无效操作，写1表示清除设置的位，也就是关闭对应的时钟。如果TZEN = 1，则只能在安全模式下修改此寄存器。 在时钟恢复序列期间，不允许对该寄存器进行写访问。
例如，要关闭HSE，则将HSEON位写1即可。其它寄存器操作也类似。
（3）RCC振荡器时钟就绪寄存器（RCC_OCRDYR）
图9.2.1.3 RCC_OCRDYR寄存器
该寄存器是一个只读访问寄存器，它包含振荡器的状态标志，写该寄存器的话是没有效果的。如果读取某位为0的话，表示该时钟未准备就绪，如果读取某位为1的话，表示该时钟已经准备就绪。例如，如果读取HSERDY为0，表示HSE时钟未准备就绪，如果为1，表示HSE时钟已经准备就绪。
2. MCO1和MCO2配置寄存器
MCO1和MO2用于配置MCO1和MCO2输出，两个寄存器的配置类似，我们以MCO1为例：
图9.2.1.4 RCC_MCO1CFGR寄存器
MCO1SEL[2:0]:为MCO1时钟输出选择位，由软件设置和清除。时钟源选择可能会在MCO1上产生毛刺，所以建议仅在复位后配置这些位，然后再使能外部振荡器和PLL。将该位：
0x0:选择HSI时钟（hsi_ck）作为输出；
0x1：选择HSE时钟（hse_ck）作为输出；
0x2：选择CSI时钟（csi_ck）作为输出；
0x3：选择LSI时钟（lsi_ck）作为输出；
0x4：选择LSE时钟（lse_ck）作为输出；
MCO1DIV[3:0]位用于配置MCO1的预分频器，对该位配置：
0x0：旁路模式；
0x1：分频值为2；
0x2：分频值为3；
…
0xF：分频值为16.
MCO1ON位用于控制MCO1输出，将该位写0则关闭MCO1输出，写1则开启MCO1输出。
3. MPU和MCU时钟源选择寄存器
STM32MP157有两个A7内核和一个M4内核，RCC_MPCKSELR和RCC_MSSCKSELR分别用于选择MPU和MCU的时钟源。我们以MCU为例：
（1）RCC MCU子系统时钟选择寄存器（RCC_MSSCKSELR）
图9.2.1.5 RCC_MSSCKSELR寄存器
MCUSSRC[1:0]位用于选择MCU子系统的时钟（MCUSS）来源，通过配置该位可以选择MCUSS可以来自：
0x0: 配置MCUSS时钟源来自HSI时钟(hsi_ck)；
0x1: 配置MCUSS时钟源来自HSE (hse_ck)；
0x2：配置MCUSS时钟源来自CSI (csi_ck)；
0x3：配置MCUSS时钟来自PLL3 (pll3_p_ck)
MCUSSRCRDY属于只读位，读取该位为1，表示MCUSS已经准备好，可以切换到MCUSSRC配置的时钟；读取该位为0表示MCUSS未准备好。
通过软件置1和清除，以配置MCO1的预分频器。 修改该预分频器可能会在MCO1上产生毛刺。 强烈建议仅在复位后才更改该预分频器，然后再使能外部振荡器和PLL。
有关详细信息，请参见第10.4.4节：时钟输出生成（MCO1和MCO2）。
（2）RCC MCU时钟分频器寄存器（RCC_MCUDIVR）
图9.2.1.6 RCC_MCUDIVR寄存器
MCUDIV[3:0]用于配置MCU时钟的分频值，配置该位：
0x0：MCU子系统时钟（也可以写为MCUSS或者mcuss_ck）不分频；
0x1：2分频；
0x2：4分频；
0x3：8分频；
…
0x8：256分频。
其它配置：512分频
MCUDIVRDY属于只读位，用于指示是否考虑了新的分频系数，该位：
0：尚未考虑新的除法系数；
1：考虑新的除法系数。（重置后的默认值）
4. HSI/CSI时钟配置寄存器
HSI和CSI时钟配置寄存器由RCC_HSICFGR和RCC_CSICFGR来控制，用于配置HSI和CSI的时钟源选择和分频器分频值等。
（1）RCC HSI配置寄存器（RCC_HSICFGR）
图9.2.1.7 RCC_HSICFGR寄存器
HSIDIV[1:0]用于配置HSI的时钟分频值：
0x0：配置HSI为1分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 64 MHz；
0x1：配置HSI为2分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 32 MHz；
0x2：配置HSI为4分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 16 MHz；
0x3：配置HSI为8分频，hsi_ck (hsi_ker_ck) = 8 MHz；
HSICAL[11:0]和HSITRIM[6:0]:用于配置时钟校准调整值，这两位我们可以不用管。
5. AXI/PLL1/PLL2/PLL3/PLL4时钟选择
AXI/PLL1/PLL2/PLL3/PLL4都有对应的时钟选择寄存器，用于选择其时钟源。
AXI子系统的时钟可以选择HSI、HSE、PLL2；
PLL1和PLL2时钟可以来自HSI、HSE；
PLL3时钟可以来自HSI、HSE、CSI；
PLL4时钟可以来自HSI、HSE、CSI和I2S_CKIN。
以上相关时钟源选择配置寄存器的配置也比较简单，我们就不一一举例子了，如需要，大家按照要求来配置即可。
5. APB、AXI分频寄存器
APB1APB5以及AXI都有时钟分频器，可以设置时钟分频值。AXI时钟分频器可以配置分频值为1、2、3和4。APB1APB5分频器的分频值可以配置为2、4、8和16。相关寄存器的配置也比较简单，我们这里就不一一介绍了。
6. PLL控制和配置寄存器
PLL1~PLL4有专门的控制寄存器和配置寄存器，我们这里以PLL1为例进行介绍。
（1）RCC PLL1控制寄存器（RCC_PLL1CR）
图9.2.1.8 RCC_PLL1CR寄存器
PLLON位用于使能PLL1，将该位置1表示使能PLL1，复位表示将PLL1关闭；
PLL1RDY表示PLL1时钟就绪标志位，属于只读位。该位为1表示PLL1处于锁的状态，为0表示PLL1处于未锁的状态；
DIVPEN表示PLL1 DIVP分频器输出使能位，通过软件置1和复位，以使能PLL1的pll1_p_ck输出。该位为0，表示pll1_p_ck输出被禁用，为1，表示pll1_p_ck输出启用。为了节省功耗，当不需要pll1_p_ck时，必须将DIVPEN和DIVP设置为’0’。
DIVQEN是PLL1 DIVQ分频器输出使能位，该位为0，表示pll1_q_ck输出被禁用；该位为1，表示设置pll1_q_ck输出已启用。
DIVREN表示PLL1 DIVR分频器输出使能位，该位为0，表示pll1_r_ck输出被禁用；该位为1，表示设置pll1_r_ck输出启用。
（2）PLL1配置寄存器（RCC_PLL1CFGR1和RCC_PLL1CFGR2）
PLL1配置寄存器有2个，其它PLL配置寄存器也是有2个。PLL1配置寄存器1（RCC_PLL1CFGR1）如下：
图9.2.1.9 RCC_PLL1CFGR1寄存器
DIVN[8:0]位用于配置PLL1 VCO的倍数，将该位配置为：
0x18：分频比为25；
0x19:分频比为 26；
…
0x31: 分频比为50 (default after reset)；
…
0x63: 分频比为100。
PLL1配置寄存器1（RCC_PLL1CFGR2）如下：
图9.2.1.10 RCC_PLL1CFGR2寄存器
DIVP[6:0]位、DIVQ[6:0]位和DIVR[6:0]位分别用于配置PLL1 DIVP、PLL1 DIVQ和PLL1 DIVR的分频系数，要配置为什么样的分频值，根据手册来配置即可。
7. PLL小数寄存器
我们前面也说过，锁相环PLL的 FRACV是分数倍频系数，它和DIVN一起组成PLL的倍频系数，当FRACV等于0的时候表示在整数模式下，大于0的时候表示在小数（或者说分数）模式下。每个PLL都有其配置小数寄存器。我们以PLL1为例子。RCC PLL1小数寄存器（RCC_PLL1FRACR）如下：
图9.2.1.11 RCC_PLL1FRACR寄存器
FRACLE是PLL1分数使能位，该位必须先设置为0然后设置为1，这样，通过从0到“1”的转换将FRACV的内容传输到调制器中。
FRACV[12:0]是PLL1的乘法因子的小数部分。FRACV可介于0和213-1之间。
9.2.2 外设时钟使能和关闭
我们要注意，STM32MP1外设的时钟在上电复位以后默认处于关闭状态，即这些外设都不可用，这么做的目的就是为了降低功耗，如果我们要使用某个外设，必须要先打开外设的时钟才可以对外设进行操作。
在RCC外设相关寄存器中，我们会看到有两种寄存器，一个是以“SETR”结尾的寄存器，一个是以“CLRR”结尾的寄存器，前者是使能寄存器，后者是关闭寄存器。
例如，APB1总线挂载的设备有窗口看门狗（WWDG）、I2C1~ I2C3、USART2、UART8和TIM2~TIM7等等外设，如果要使用WWDG，就必须先开启WWDG的时钟。对于MCU，APB1外设的时钟由RCC_MC_APB1ENSETR寄存器来开启，其第28位是WWDG时钟使能位，对该位：
写’0’表示无效操作，读取该位，读到’0’则表示该外设时钟已经被关闭；
写’1’表示开启外设时钟，读取该位，读取到’1’意味着外设时钟已经开启了。
图9.2.2.1 MC_APB1ENSETR寄存器
另外一个寄存器RCC_MP_APB1ENCLRR用于关闭APB1外设的时钟，我们看看此寄存器：
图9.2.2.2 MP_APB1ENCLRR寄存器
可以发现，并没有看到控制WWDG的时钟位，第28位是保留的，而其它外设，例如I2C1~ I2C3、USART2、UART8等对应的位有看到，对这些位：
写’0’表示无效操作，读取到’0’表示已经关闭外设的时钟了；
写’1’表示关闭外设时钟，读取到’1’表示已经开启外设时钟了；
为什么窗口看门狗（WWDG）在RCC_MC_APB1ENCLRR寄存器中没有对应的时钟操作位呢？因为WWDG这个外设比较特殊，只要开启窗口看门狗以后就不能将其关闭了，必须等到系统重置以后才可以禁用窗口看门狗，而其它外设就不一样了，其它外设可以通过对时钟操作位写1来将其时钟关闭。
在HAL库的stm32mp1xx_hal_rcc.h头文件中有所有外设时钟开启或者关闭宏定义：
图9.2.2.3 外设时钟使能/禁用宏定义
例如，WWDG部分：
1 #define __HAL_RCC_WWDG1_CLK_ENABLE() (RCC->MC_APB1ENSETR = \ RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN)
2 #define __HAL_RCC_WWDG1_CLK_DISABLE() (RCC->MC_APB1ENCLRR = \ RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN)
RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN和RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN在stm32mp157axx_cm4.h头文件中有定义：
#define RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN B(28)
#define RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN B(28)
B(28)则表示将第28位置1，所以(RCC->MC_APB1ENSETR = RCC_MC_APB1ENSETR_WWDG1EN)就表示将RCC_MC_APB1ENSETR寄存器的第28位写1，也就是开启WWDG这个外设的时钟。在代码中，要开启WWDG的时钟的话，直接调用__HAL_RCC_WWDG1_CLK_ENABLE()这个宏就可以实现，其它的所有外设的时钟开启都可以类推。
同理，(RCC->MC_APB1ENCLRR = RCC_MC_APB1ENCLRR_WWDG1EN)表示关闭WWDG的时钟，不过因为WWDG特殊，系统运行的时候是不能将WWDG时钟关闭的，所以寄存器RCC_MC_APB1ENCLRR并没有针对WWDG的操作位，所以调用__HAL_RCC_WWDG1_CLK_DISABLE()这个宏是没什么实际意义的，不过对于其它一般的外设，例如I2C3、USART2、UART8等，调用对应的宏就可以将外设时钟关闭了。
又例如GPIOA~GPIOK是挂在AHB4总线上的，在HAL库的stm32mp1xx_hal_rcc.h头文件中同样有GPIO时钟开启和关闭宏定义，操作方法也和上面的外设类似。
图9.2.2.4 外设时钟使能/禁用宏定义
事实上，用STM32CubeMX插件生成的初始化代码中，也就是通过调用这些宏来开启外设时钟的。
9.3 时钟相关API函数
头文件：stm32mp1xx_hal_rcc.h。
stm32mp1xx_hal_rcc.c是RCC相关的HAL模块驱动程序文件，主要管理复位、初始化、取消初始化和外设时钟控制的功能。
复位后，设备从内部高速时钟（HSI 64MHz）运行，并且所有外设均关闭，但内部SRAM1，SRAM2，SRAM3和PWR除外。高速（AHB）和低速（APB）总线上没有预分频，这些总线上映射的所有外设均以HSI速度运行。
设备复位后，如果用户需要更高的频率/性能，需要进行如下操作：
①选择用于驱动MPU、AXI和MCU子系统的时钟源；
②配置AHB和APB总线分频器；
③对于那些不是从总线获得时钟的内核外设需要配置内核时钟源；
④启用要使用的外设的时钟。
不管使用哪个时钟源，都是通过软件对相关寄存器的操作来实现的，我们直接通过HAL库的API函数来实现控制寄存器操作，下面，我们来分析一下stm32mp1xx_hal_rcc.c文件中的API函数。
9.3.1 函数HAL_RCC_DeInit
●函数功能：主要就是将RCC时钟配置为默认重置状态，主要做了以下操作：
①将HSION位置1，将HSI用作系统时钟源；
②将MCO1、MCO2HSE、PLL1、PLL2、PLL3和PLL4关闭；
③AHB，APB总线预分频器设置为1；
④禁止所有中断（从CSTOP中断允许唤醒除外）。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
●注意：此功能不会修改外设、LSI、 LSE 和 RTC时钟，不会更改HSECSS（HSE时钟安全系统HSE Clock security system）和LSECSS（LSE Clock security system）。
函数HAL_RCC_DeInit的部分代码如下，因为代码很多，我们省略掉了部分代码。
1 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_DeInit(void)2 {3uint32_t tickstart;4 5/* 将HSION位置1，使能HSI振荡器 */6SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSION);7 8/* 获取全局变量uwTick当前计算值 */9tickstart = HAL_GetTick();1011 /* 等待HSI准备就绪 */12 while ((RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIRDY) == 0U)13 {14if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSI_TIMEOUT_VALUE)15{16 return HAL_TIMEOUT;17}18 }19 20 /*21 *省略掉代码......22 *关闭MCO1、MCO2HSE、PLL1、PLL2、PLL3和PLL423 */24 25 /* 等待HSIDIV分频器就绪*/26 while ((RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIDIVRDY) == 0U)27 {28if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSI_TIMEOUT_VALUE)29{30 return HAL_TIMEOUT;31}32 }33 /******省略掉代码******/34 /* 更新SystemCoreClock全局变量 */35 SystemCoreClock = HSI_VALUE;3637 /* 调整Systick中断时间 */38 if (HAL_InitTick(uwTickPrio) != HAL_OK)39 {40return HAL_ERROR;41 }4243 return HAL_OK;44 }
我们简单分析这部分代码：第6行，通过SET_BIT置位操作，将RCC_OCENSETR寄存器的HSEON位置1，表示使能HSI振荡器。第9到，先获取全局变量uwTick当前计算值。第12行，等待HSI是否已经就绪。
注：RCC_OCRDYR是振荡器时钟就绪寄存器
①第0位HSIRDY是HSI时钟就绪标志，由硬件置1，以指示HSI振荡器稳定，如果此位为0，表示HSI时钟未准备好，如果此位为1，表示HSI时钟已准备好。
②第2位HSIDIVRDY是分频器就绪标志位，由硬件置位和复位。如果此位为0，表示新的分频比尚未传播到hsi_ck（hsi_ker_ck）（复位后默认），如果此位为1，表示hsi_ck（hsi_ker_ck）时钟频率反映了新的HSIDIV值，即分频器已经准备好。
③第4位CSIRDY是CSI时钟就绪标志，由硬件置1，以指示CSI振荡器稳定。如果此位为0，表示CSI时钟未准备好（复位后的默认值），如果此位为1，表示CSI时钟已准备好。
④第8位HSERDY表示HSE时钟就绪标志由硬件置1，指示HSE振荡器稳定。如果此位为0，表示HSE时钟未准备好（复位后的默认值），如果此位为1，HSE时钟已准备好。
图9.3.1. 1 RCC_OCRDYR寄存器
代码中，RCC_OCRDYR_HSIRDY值为0x00000001。如果(RCC->OCRDYR & RCC_OCRDYR_HSIRDY) == 0U，表示HSI振荡器未稳定，程序会卡在while循环中。如果两次取得的全局变量uwTick的差值大于HSI_TIMEOUT_VALUE（100ms），表示HSI超时，程序返回HAL_TIMEOUT标志并退出while循环。
第26到第32行，表示等待HSIDIV分频器就绪。
第35行，更新SystemCoreClock全局变量的值为HSI_VALUE。SystemCoreClock变量用于存储系统时钟频率，可以用来设置SysTick定时器或配置其他参数，每次时钟变化时，都应该更新它，这样也是为了保证SystemCoreClock的准确性。我们在第6.3.4小节system_stm32mp1xx.c文件中有分析过。
第38到第41行，调用HAL_InitTick函数更新Systick中断时间（1ms），因为很多地方要用systick作为时基源，所以时钟源变化后，要将其更新。如果HAL_InitTick函数没有运行成功，程序将返回HAL_ERROR。HAL_InitTick函数我们在7.4.2小节的stm32mp1xx_hal.c文件中有分析过。
9.3.2 函数HAL_RCC_OscConfig
●函数功能：主要就是配置 HSE、HSI、LSI、LSE 和 PLL（PLL1、PLL2、PLL3和PLL4）。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
注意：当PLL用作系统时钟时，PLL不会被禁用。
函数部分代码如下：
1 __weak HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef \ *RCC_OscInitStruct)2 {3uint32_t tickstart;4HAL_StatusTypeDef result = HAL_OK;5 6/* 检查是否是空指针 */7if (RCC_OscInitStruct == NULL)8{9 return HAL_ERROR;10 }1112 /* 使用断言检查参数 */13 assert_param(IS_RCC_OSCILLATORTYPE(RCC_OscInitStruct->OscillatorType));14 15 /******省略HSE、HSI、CSI、LSI、LSE、PLL配置代码 ******/ 16 return HAL_OK;17 }18
weak表示函数是弱定义，用户可以在其它地方重新定义一个同名的函数。函数参数是RCC_OscInitTypeDef 类型结构体变量，主要对RCC内部/外部振荡器（HSE，HSI，CSI，LSE和LSI）配置的结构定义，RCC_OscInitStruct是指向RCC_OscInitTypeDef结构的指针，RCC_OscInitTypeDef 类型结构体声明如下，通过指针可以操作结构体中的成员变量。例如，如果要选择HSE为振荡器：①设置OscillatorType的值为RCC_OSCILLATORTYPE_HSE；②然后设置HSEState的值为RCC_HSE_ON开启HSE；③如果用到PLL，则配置对应PLL的参数。对于其它的时钟源（HSI、LSI、LSE和CSI）配置方法类似。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码typedef struct{uint32_t OscillatorType; /* 要配置的振荡器 */ uint32_t HSEState; /* HSE的新状态 */ uint32_t LSEState; /* LSE的新状态 */ uint32_t HSIState; /* HSI的新状态 */ uint32_t HSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ uint32_t HSIDivValue; /* HSI的分频系数 */uint32_t LSIState; /* LSI的新状态 */ uint32_t CSIState; /* CSI的新状态 */ uint32_t CSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ RCC_PLLInitTypeDef PLL; /* PLL1结构参数： */RCC_PLLInitTypeDef PLL2;/* PLL2结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL3; /* PLL3结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL4; /* PLL4结构参数 */} RCC_OscInitTypeDef;
我们查看PLL的RCC_PLLInitTypeDef结构参数有哪些，如下，此结构体定义了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量，通过给这些结构体成员赋值即可配置PLL的时钟。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码typedef struct{uint32_t PLLState; /* PLL的新状态 */uint32_t PLLSource; /* PLL输入时钟源 */ uint32_t PLLM; /* PLL VCO输入时钟的分频系数DIVM */ uint32_t PLLN; /* PLL VCO输出时钟的倍数DIVN */ uint32_t PLLP; /* 分频因子DIVP */uint32_t PLLQ; /* 分频因子DIVQ */ uint32_t PLLR; /* 分频因子DIVR */ uint32_t PLLRGE;/* PLL3和PLL4的PLL输入频率范围 */uint32_t PLLFRACV; /* PLL1 VCO乘数的小数部分FRACV */uint32_t PLLMODE; /* 使用PLL模式 */ uint32_t MOD_PER; /* 调制周期调整 */uint32_t RPDFN_DIS; /* 抖动的RPDF噪音控制 */ uint32_t TPDFN_DIS; /* 抖动的TPDF噪声控制 */uint32_t SSCG_MODE; /* 扩频时钟发生器模式 */ uint32_t INC_STEP; /* 调制深度调整*/ } RCC_PLLInitTypeDef;
在HSE、HSI、CSI、LSI、LSE、PLL配置代码部分，我们主要分析HSE、HSI和PLL配置部分。
HSE配置部分
1 if (((RCC_OscInitStruct->OscillatorType) & RCC_OSCILLATORTYPE_HSE) \== RCC_OSCILLATORTYPE_HSE)2{3 /* 使用断言检查检查参数 */4 assert_param(IS_RCC_HSE(RCC_OscInitStruct->HSEState));5 /* 当HSE在系统中的某处使用时，将不会被禁用 */6 if (IS_HSE_IN_USE())7 {8 if ((__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET) && \ (RCC_OscInitStruct->HSEState != RCC_HSE_ON))9 {10return HAL_ERROR;11 }12}13else14{15 /* 配置HSE振荡器 */16 result = HAL_RCC_HSEConfig(RCC_OscInitStruct->HSEState);17 if (result != HAL_OK)18 {19return result;20 }21}22 }
第1行，通过RCC_OscInitStruct指针判断振荡器是否选中了HSE，如果选中了HSE，将进行后续的配置操作。第4行，使用断言检查HSE参数的状态设置是否正确。第6到第12行，判断HSE是否有在使用中，如果有在使用，则不会被禁用。(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET)用于判断RCC_OCRDYR振荡器时钟就绪寄存器中的HSERDY位是否为0，为0的话表示HSE时钟未准备好（复位后的默认值也是0）。(RCC_OscInitStruct->HSEState != RCC_HSE_ON)表示HSE的状态没有被开启。如果HSERDY位为0，且HSE的状态没有开启，那么HSE没有被使用，程序返回HAL_ERROR。是否已经开启HSE，这取决于用户，所以程序要通过判断HSERDY位以及用户的设置状态来判断到底HSE用还是没用。第16行，调用HAL_RCC_HSEConfig函数完成HSE振荡器的初始化。程序中主要实现操作3个寄存器，一个是上面提到的RCC_OCRDYR，另外两个是RCC_OCENCLRR核RCC_OCENSETR寄存器。
注：
RCC_OCENCLRR寄存器用于控制振荡器，向该寄存器写入0无效，写入1将清除相应的位。
第0位，HSION：写1表示清除HSION位，禁用HSI。
第4位，CSION：写1表示清除CSION位，禁用CSI。
第7位，DIGBYP：当连接到OSC_IN的外部时钟为低摆幅信号时，软件将其清零。写1表示清除DIGBYP位（模拟旁路），禁用
第8位，HSEON：写1表示清除HSEON位，禁用HSE。
RCC_OCENSETR寄存器的功能和RCC_OCENCLRR寄存器的功能相反，RCC_OCENSETR寄存器表示开启对应的功能。
图9.3.2. 1 RCC_OCENCLRR寄存器
代码中附上了详细的注释，通过注释可以知道程序的实现过程：
①在配置HSE前，先关闭HSE，如果已经使用了HSE，应先切换成别的时钟源，然后再关闭HSE，最后才可以配置HSE。
②程序中通过将RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）的HSEON位写入“ 1”来禁用HSE。
③通过验证RCC_OCRDYR的HSERDY位是否设置为’0’，检查HSE是否被禁用。
④通过将RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）的HSEBYP位写入’1’，禁用HSE旁路模式。
⑤通过将RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）的HSEON位写入“ 1”来再次使能HSE
⑥检查RCC_OCRDYR的HSERDY位是否设置为“ 1”，然后准备使用HSE。
1 /**2 *@brief 根据指定的参数初始化RCC HSE振荡器。3 * @note 在更改HSE配置之前，请注意不要将HSE振荡器用作时钟，也就是要先关闭HSE，4 * 如果使用了HSE，则必须选择另一个源时钟，然后更改HSE状态（例如：禁用它）。 5 *@note 进入STOP和STANDBY模式时，HSE由硬件停止。6 *@note 此功能会重置CSSON位，因此，如果先前启用了时钟安全系统（CSS），7 则必须在调用此功能后再次启用CCS。8 *@param 状态包含RCC HSE振荡器的配置。9 * 此参数可以是下列值之一：10 * @arg RCC_HSE_OFF：11 * 关闭HSE振荡器12 * @arg RCC_HSE_ON： 13 * 打开HSE振荡器14 * @arg RCC_HSE_BYPASS：15 * 使用提供给OSC_IN的低摆幅模拟信号（旁路时钟），16 HSE振荡器被外部时钟旁路17 * @arg RCC_HSE_BYPASS_DIG：18 * 使用提供给OSC_IN的全摆幅数字信号（数字旁路时钟），19 HSE振荡器被外部时钟旁路20 * @retval HAL status21 */22 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_HSEConfig(uint32_t State)23 {24 uint32_t tickstart;25 26 /* 检查参数 */27 assert_param(IS_RCC_HSE(State));28 29 /* 在配置HSE之前禁用HSEON */30 WRITE_REG(RCC->OCENCLRR, RCC_OCENCLRR_HSEON);31 32 /* 获取全局变量uwTick当前计算值 */33 tickstart = HAL_GetTick();34 35 /* 等待直到禁用HSE */36 while (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) != RESET)37 {38if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSE_TIMEOUT_VALUE)39{40 return HAL_TIMEOUT;41}42 }43 44 /* 清除剩余的位 */45 WRITE_REG(RCC->OCENCLRR, (RCC_OCENCLRR_DIGBYP | \ RCC_OCENSETR_HSEBYP));46 47 /* 如果需要，启用HSE */48 if (State != RCC_HSE_OFF)49 {50/* 如果设置的是旁路时钟，则启用旁路模式 */51if (State == RCC_HSE_BYPASS)52{53 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEBYP);54}55/* 如果设置的是数字旁路时钟，则启用数字旁路模式 */56else if (State == RCC_HSE_BYPASS_DIG)57{58 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENCLRR_DIGBYP);59 SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEBYP);60}61 62/* 启用HSE */63SET_BIT(RCC->OCENSETR, RCC_OCENSETR_HSEON);64 65/* 获取全局变量uwTick当前计算值 */66tickstart = HAL_GetTick();67 68/* 等待HSE准备就绪 */69while (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET)70{71 if ((HAL_GetTick() - tickstart) > HSE_TIMEOUT_VALUE)72 {73return HAL_TIMEOUT;74 }75}76 }77 78 return HAL_OK;79 }
HSI配置部分
关于HSI的配置部分，有以下两点：
①RCC_OCRDYR寄存器的HSIRDY标志指示HSI是否稳定。 启动时，在硬件将HSIRDY位置1之前，不会释放HSI输出时钟。应用程序还可以通过位于RCC振荡器时钟使能设置寄存器（RCC_OCENSETR）和RCC振荡器时钟使能清除寄存器（RCC_OCENCLRR）中的HSION位来控制HSI激活。
②HSI的预分频器由位于HSI配置寄存器RCC_HSICFGR中的HSIDIV位控制。RCC振荡器时钟就绪寄存器RCC_OCRDYR可以使用标志HSIDIVRDY位来检查硬件何时考虑新的分频比。HSIDIV值可以即时更改，并且HSI将考虑新的分频比，但是，必须考虑：
如果HSI当前用作PLL的参考时钟，则不允许更改HSIDIV。
如果当前将HSI时钟用作某些外围设备的内核时钟，则应用程序必须确保HSI频率变化不会干扰外围设备。
HSI配置部分的代码框架如下，代码比较多，这里省略了代码。
1 if (((RCC_OscInitStruct->OscillatorType) & RCC_OSCILLATORTYPE_HSI) \== RCC_OSCILLATORTYPE_HSI)2 {3/* 使用断言检查检查参数是否符合范围*/4/****** 省略部分代码 ******/5 /* 6 * 当HSI被使用时（在AXI、MPU、MCU和PLL1~pLL4使用），它不会被禁用，允许校准。7 * 1、如果HSI当前用作PLL的参考时钟，则不允许更改HSIDIV的置。8 * 2、如果HSI没有被当做PLL的参考时钟，则更新HSIDIV值，9 * 同时，更新SystemCoreClock全局变量。10 */11if (IS_HSI_IN_USE())12{13 /****** 省略部分代码 ******/14}15 /* 16 * 如果HSI没有在AXI、MPU、MCU和PLL1~pLL4使用：17 * 1、确定HSI没有被使用，如果检查到HSIState为开启状态(一般是用户开启），先启18 * 用HSI，等待HSI准备就绪后，更新HSIDIV值，然后整内部高速振荡器（HSI）校准值。19 * 20 * 2、如果如果检查到HSIState为关闭状态（一般是用户关闭），则禁用HSI。21 */22else23{24 /****** 省略部分代码 ******/25}26 }
PLL配置部分
在启用PLL之前，必须先完成以下PLL配置：
选择PLL时钟输入（HSI或CSI或HSE）
PLL时钟频率输入范围（配置DIVM参数）
一旦启用了PLL，DIVMx，DIVNx，DIVPx，DIVQx和DIVRx这些参数就无法更改如果用户想要更改PLL参数，则他必须禁用相关的PLL（PLLxON = 0），并等待PLLxRDY标志为0才可以（这里的x等于1~4）。
配置PLL部分主要是通过调用RCC_PLL1_Config、RCC_PLL2_Config、RCC_PLL3_Config、RCC_PLL4_Config函数来实现，函数的参数RCC_OscInitStruct用于指定配置哪一个PLL。通过对PLL的RCC_PLLInitTypeDef结构体成员赋值可以配置PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数。
1 /* 配置PLL1 */2 result = RCC_PLL1_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL));3 if (result != HAL_OK)4 {5 return result;6 }7 8 /* 配置PLL2 */9 result = RCCEx_PLL2_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL2));10 if (result != HAL_OK)11 {12 return result;13 }1415 /* 配置PLL3 */16 result = RCCEx_PLL3_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL3));17 if (result != HAL_OK)18 {19 return result;20 }2122 /* 配置PLL4 */23 result = RCCEx_PLL4_Config(&(RCC_OscInitStruct->PLL4));24 if (result != HAL_OK)25 {26 return result;27 }
9.3.3 函数HAL_RCC_ClockConfig
●函数功能：根据RCC_ClkInitStruct中指定的参数初始化MPU，AXI，AHB和APB总线时钟。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
注意：
①系统从上电复位、停机或者待机唤醒以后，或者在HSE发生故障的情况下，则直接或间接将HSI直接或间接用作系统时钟。
②仅当目标时钟源准备就绪（启动延迟或PLL锁定后时钟稳定）时，才会从一个时钟源切换到另一时钟源。如果选择了尚未准备好的时钟源，则当时钟源准备就绪时将进行切换。
③根据设备电压范围，软件必须正确设置HPRE [3：0]位以确保HCLK不超过最大允许频率。
1 HAL_StatusTypeDef HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef \ *RCC_ClkInitStruct)2 {3 4HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;5uint32_t tickstart;6 7/* 检查是否是检查空指针 */8if (RCC_ClkInitStruct == NULL)9{10return HAL_ERROR;11 }1213 assert_param(IS_RCC_CLOCKTYPETYPE(RCC_ClkInitStruct->ClockType));14 /******省略 MPU、AXISS模块配置代码******/15 /******省略 APB1~APB5总线的分频器APB1DIV~APBDIV5的代码******/16 17 return HAL_OK;18 }
参数RCC_ClkInitStruct是指向RCC_ClkInitTypeDef结构的指针，我们查看此结构体。如下，此结构体主要用于设置时钟源以及MPU、AXI子系统、MCU子系统和APB1~APB5的分频系数。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
typedef struct
{
uint32_t ClockType; /* 时钟源选择/
RCC_MPUInitTypeDef MPUInit; /MPU结构参数(时钟源和分频数)/
RCC_AXISSInitTypeDef AXISSInit; /AXI结构参数(时钟源和分频数)/
RCC_MCUInitTypeDef MCUInit; /APB4分频数/
uint32_t APB4_Div; /APB4分频数/
uint32_t APB5_Div; /APB5分频数/
uint32_t APB1_Div; /APB1分频数/
uint32_t APB2_Div; /APB2分频数/
uint32_t APB3_Div; /APB3分频数 */
} RCC_ClkInitTypeDef;
9.3.4 函数HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq
●函数功能：根据所选的时钟源以及预定义的常量来返回系统核心频率。
●函数返回值：
MCU或者MPU时钟频率。
注意：
①我们说的系统时钟频率，其实就是MCU或者MPU的时钟频率。
②每次MCU/MPU更改时，必须调用此函数以更新正确的值，否则，基于此功能的任何配置都将不正确。我们前面说的SystemCoreClock全局变量就是通过此函数来获取最新的系统时钟频率的：
SystemCoreClock = HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq();
我们后面的实验会通过HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq函数来获取系统时钟频率。，函数如下。函数中，通过宏定义CORE_CA7来选择MPU或者MCU的时钟，其中HAL_RCC_GetMPUSSFreq函数返回MPU的时钟，HAL_RCC_GetMCUFreq函数返回MCU的时钟。
1uint32_t HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq(void)2{3#ifdef CORE_CA74 return HAL_RCC_GetMPUSSFreq();5#else /* CORE_CM4 */6 return HAL_RCC_GetMCUFreq();7#endif8}
9.3.5 HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig
●函数功能：根据RCC_PeriphCLKInitTypeDef中的指定参数初始化RCC外设时钟。
●函数返回值：
枚举型，HAL_OK(成功)、HAL_ERROR（错误）、HAL_BUSY（忙碌）、HAL_TIMEOUT（超时）
可以通过此函数可以指定配置哪个外设以及外设的时钟源是哪个，后面的外设实验中，我们会接触此函数。该函数声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(RCC_PeriphCLKInitTypeDef*PeriphClkInit)PeriphClkInit是指向包含字段PeriphClockSelection的RCC_PeriphCLKInitTypeDef结构的指针，该字段可以指定是哪个外设。例如，RCC_PERIPHCLK_UART24指定USART2和UART4，RCC_PERIPHCLK_I2C12指定I2C1和I2C2。typedef struct{uint64_t PeriphClockSelection; /* 外设时钟源选择 */RCC_PLLInitTypeDef PLL2;/* PLL2结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL3;/* PLL3结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL4;/* PLL4结构参数 *//* 指定I2C1/2时钟源，该参数可以是RCC_PERIPHCLK_I2C12 */uint32_t I2c12ClockSelection; /********* 省略部分代码 *********//* 指定UART2/4时钟源，该参数可以是RCCEx_UART24_Clock_Source */uint32_t Uart24ClockSelection; /* 指定UART3/5时钟源，该参数可以是RCCEx_UART35_Clock_Source */ uint32_t Uart35ClockSelection; /* 指定UART6时钟源，该参数可以是RCCEx_USART6_Clock_Source */ uint32_t Usart6ClockSelection; /* 指定UART7/8时钟源，该参数可以是RCCEx_UART78_Clock_Source */uint32_t Uart78ClockSelection; /* 指定RNG1时钟源，该参数可以是RCCEx_RNG1_Clock_Source */uint32_t Rng1ClockSelection; /* 指定RTC时钟源，该参数可以是RCC_RTC_Clock_Source */uint32_t RTCClockSelection;/********* 省略部分代码 *********//* 指定TIM2时钟源，该参数可以是RCCEx_TIMG2_Prescaler_Selection */ uint32_t TIMG2PresSelection; } RCC_PeriphCLKInitTypeDef;RCC_PLLInitTypeDef结构体我们前面已经分析过，其声明了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量。
9.3.6 其它函数
表9.3.5. 1其它API函数
9.4 配置系统时钟实验
根据前面的分析以及ST官方给的总线框图，MCU时钟最大是209MHz，MCU有一个内核外设Systick，频率最大也是209MHz。下面我们分别使用HSE、HSI时钟源，通过配置时钟树来实现设置MCU最大的频率值，并通过程序读取MCU的时钟频率值和验证Systick的时钟频率。
9.4.1 使用HSE
本实验配置好的实验工程已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘A-基础资料\1、程序源码\11、M4 CubeIDE裸机驱动例程\CubeIDE_project\2-1 MCU_HSE。
硬件原理设计
正点原子STM32MP157开发板的核心板上外接了24MHz有源晶振，所以HSE为24MHz。
图9.4.1. 1 晶振原理图截图
2. 软件配置
我们新建一个工程MCU_HSE，然后在STM32CubeMX插件上开启HSE，注意，要用外部时钟源HSE和LSE的话，一定要先将他们开启。如下图所示，会有4个选项：
①Disable 关闭外部时钟
②BYPASS Clock Source 旁路时钟
③DIGBYPASS Clock Source 数字时钟（数字信号提供时钟）
④Crystal/Ceramic Resonator 晶体/陶瓷谐振器
图9.4.1. 2 HSE时钟模式选择
旁路时钟是指使用外部晶振时，不需要芯片内部时钟驱动组件，直接从外部导入时钟信号，就好比芯片内部的驱动组件被旁路了，这种模式的话，一般接有源晶振。
晶体/陶瓷谐振器选项是指，使用外部晶振时，时钟源是由外部晶振体与MCU内部时钟驱动电路共同配合形成，有一定的启动时间，精度较高，可以接无源晶振或者有源晶振。
无源晶振自身是无法起振的，如果使用的是无源晶振的话，需要芯片上电跑起来以后，芯片内部的供电电路给无源晶振供电以后才可以起振。如果配置成BYPASS Clock Source模式的话，无源晶振就没法工作了，所以必须配置成Crystal/Ceramic Resonator模式。
如果使用有源晶振，只要外部电路一上电，有源晶振就起振了，所以可以选BYPASS Clock Source或者Crystal/Ceramic Resonator模式都是可以的。
如下图，将HSE配置成旁路时钟和晶体/陶瓷谐振器的差别，旁路时钟是单向信号，晶体/陶瓷谐振器是双向信号。
图9.4.1. 3 旁路时钟
图9.4.1. 4晶体/陶瓷谐振器
我们这里就选Crystal/Ceramic Resonator模式（选BYPASS Clock Source模式也可以）：
图9.4.1. 5选Crystal/Ceramic Resonator模式
在Clock Configuration处选择HSE时钟作为时钟源。由24MHz倍频到209MHz的话，需要通过PLL3配置分频系数和倍频系数来实现。具体配置步骤为：
①选择HSE作为PLL3的时钟源；
②选择PLL3P（也就是pll3_p_ck）作为mcuss_ck的输入时钟源；
③手动输入209并按下回车，最大也只能输入209了，如果输入大于209并回车以后，系统系会频率超出范围。
④输入209以后，STM32CubeMX会动态计算PLL3的倍频和分频系数，其中：
DIVM3=2，DIVN3=52，fracv3=2048，DIVP3=3
我们将上面的参数代入前面的计算公式中，计算pll3_p_ck结果也刚好是209MHz。
图9.4.1. 6 手动输入参数
⑤STM32CubeMX动态计算MCU、AHB1~ AHB4以及APB1~ APB3桥接器和外设时钟。我们看到PCLK1~PCLK3后面显示红色，红色表示数值超出范围，并且窗口有一个叉提示配置异常：
图9.4.1. 7配置异常提示
根据前面9.1.2小节有提到，pclk1、pclk2、pclk3最大为104.5 MHz，所以我们要修改这部分的参数。APB1DIV~APB3DIV参数可选1/2/4/8/16，我们随便选其中一个，下图选参数2，刚好满足最大频率为104.5 MHz：
图9.4.1. 8修改APB1DIV~APB3DIV
查看上述配置，MCU和Systick的时钟频率均为209MHz，是否真的是这样呢？我们后面会通过HAL库函数读取它们的值。
按下“Ctrl+S”保存配置，系统生成初始化代码。这里提一下，系统时钟（MCU）的代码默认是在main.c文件中的，所以在Project Manager窗口的Code Generator处勾选“Generate peripheral initialization as a pair of’.c/.h’ files per peripheral”以后是不会专门生成时钟代码的.c和.h文件的，这点我们在第4.1.2小节说过。所以这里就不选了：
图9.4.1. 9 Project Manager窗口配置
系统生成工程如下：
图9.4.1. 10生成MCU_HSE工程
3. 添加用户代码
我们在main.c文件中添加如下代码：
main.c文件代码static uint32_t mcu_freq = 0;static uint32_t Systick_freq = 0;mcu_freq=HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq();/* 获取MCU的时钟频率 */Systick_freq=SysTick->LOAD; /* 获取Systick的LOAD寄存器的值 */
编译、调试
保存修改，编译工程无报错，先在while循环处添加一个断点，然后按照第4.1.6小节连接好开发板和ST-Link，进入Debug模式。
进入Debug模式以后，程序停在HAL_Init函数处，此时变量的值为0
图9.4.1. 11进入Debug模式
点击运行按钮，程序运行到断点处停止，观察此时mcu_freq的值为209000128，Systick_freq的值为208999。
图9.4.1. 12 运行调试
5. 实验结果分析
根据上面的调试结果，我们看到mcu_freq的值为209000128，约等于209MHz，说明此时的系统时钟（MCU时钟）是209MHz，与前面的配置一致。
Systick_freq的值为208999，约等于209000，此值我们是读取SysTick定时器中的LOAD寄存器的值。我们根据此结果逆推一下，SysTick每次计209000下就发生中断，如果要确保每1ms的中断周期的话，那么频率必须为209MHz。
注：
SysTick一个24位向下递减计数器，启动后，LOAD寄存器的值赋给VAL 寄存器，VAL寄存器递减，当递减到0的时候，会产生一次中断，然后再从LOAD寄存器取值，然后再从所得值开始递减，递减到0的时候又产生一次中断，如此反复，从而实现计时。我们在前面的7.4.2小节有讲过。
前面我们提到，SystemCoreClock全局变量也是通过HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq()函数来获取最新的系统时钟频率的，那么他的值应该也是209000128。我们在STM32CubeIDE上查看此变量的值：
图9.4.1. 13 打开表达式窗口
如下图，添加要观察的SystemCoreClock全局变量，其值为209000128。
图9.4.1. 14观察值
9.4.2 使用HSI
本实验配置好的实验工程已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘A-基础资料\1、程序源码\11、M4 CubeIDE裸机驱动例程\CubeIDE_project\2-2 MCU_HSI。
新建一个工程，工程名字为MCU_HSI，进入时钟配置窗口以后，mcuss_ck默认是64MHz，我们手动输入209然后按下回车键，STM32CubeMX会自动计算各个参数，如下图所示：
图9.4.1. 15手动配置参数
红色部分提示pclk1、pclk2和pclk3的频率数值超出范围，我们调整一下，将分频值由1改为2：
图9.4.1. 16手动调整参数
配置好以后，我们看到各个参数：
①默认选择HSI作为PLL3的时钟源；
②默认选择PLL3P（也就是pll3_p_ck）作为mcuss_ck的输入时钟源；
④输入209以后，STM32CubeMX会动态计算PLL3的倍频和分频系数，其中：
DIVM3=4，DIVN3=26，fracv3=1024，DIVP3=2
我们将上面的参数代入前面的计算公式中，计算pll3_p_ck结果也刚好是209MHz。
按下“Ctrl+S”保存配置，STM32CubeIDE自动生成工程：我们在main.c文件中添加如下代码：
main.c文件代码static uint32_t mcu_freq = 0;static uint32_t Systick_freq = 0;mcu_freq=HAL_RCC_GetSystemCoreClockFreq();/* 获取MCU的时钟频率 */Systick_freq=SysTick->LOAD; /* 获取Systick的LOAD寄存器的值 */
图9.4.1. 17添加的代码
保存修改，编译工程无报错，先在while循环处添加一个断点，然后按照第4.1.6小节连接好开发板和ST-Link，进入Debug模式。注意不要选错前面的MCU_HSE的工程，可以在Debug配置界面处确认一下：
图9.4.1. 18确认调试的工程
进入Debug模式以后，程序停在HAL_Init函数处，此时变量的值为0。
图9.4.1. 19进入Debug模式
点击运行按钮，程序运行到断点处停止，观察此时mcu_freq的值为209000128，Systick_freq的值为208999。实验结果和上面MCU_HSE工程结果一样。实验分析请查看前面的MCU_HSE工程部分。
图9.4.1. 20运行调试
9.5 实验代码分析
实验虽然验证完毕了，虽然是STM32CubeIDE自动生成的初始化代码，但我们还是有必要分析一下工程代码，这对HAL库的理解还是很有好处的。我们以MCU_HSE工程为例子，分析一下代码的实现过程。
9.5.1 配置HSE相关宏定义
此部分主要是在stm32mp1xx_hal_conf.h文件中完成的，在第7.4.1小节有分析过此文件。
选择HSE相关模块
在stm32mp1xx_hal_conf.h文件中使能HAL驱动程序中要使用的模块的列表，实验中用到了RCC：
stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码#define HAL_MODULE_ENABLED/*#define HAL_HASH_MODULE_ENABLED */#define HAL_HSEM_MODULE_ENABLED/*#define HAL_WWDG_MODULE_ENABLED */#define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED#define HAL_EXTI_MODULE_ENABLED#define HAL_DMA_MODULE_ENABLED#define HAL_MDMA_MODULE_ENABLED#define HAL_RCC_MODULE_ENABLED#define HAL_PWR_MODULE_ENABLED#define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED
包含HSE相关模块的头文件
stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码#ifdef HAL_RCC_MODULE_ENABLED#include "stm32mp1xx_hal_rcc.h"#endif /* HAL_RCC_MODULE_ENABLED */#ifdef HAL_EXTI_MODULE_ENABLED#include "stm32mp1xx_hal_exti.h"#endif /* HAL_EXTI_MODULE_ENABLED */#ifdef HAL_GPIO_MODULE_ENABLED#include "stm32mp1xx_hal_gpio.h"#endif /* HAL_GPIO_MODULE_ENABLED */#ifdef HAL_HSEM_MODULE_ENABLED#include "stm32mp1xx_hal_hsem.h"#endif /* HAL_HSEM_MODULE_ENABLED *//****** 省略部分代码 *******/
配置HSE_VALUE
宏定义HSE_VALUE匹配我们实际硬件的高速晶振频率（这里是24MHz），代码如下：
stm32mp1xx_hal_conf.h文件代码#if !defined (HSE_VALUE)#define HSE_VALUE (24000000U) #endif
9.5.2 系统时钟设置函数
函数代码实现
gpio.c文件代码很简单，主要就是开启GPIOH时钟，因为HSE的两个时钟引脚挂在GPIOH上：
#include "gpio.h"void MX_GPIO_Init(void){/* 开启GPIOH时钟，因为HSE的两个引脚PH0-OSC_IN和PH1-OSC_OUT挂在GPIOH上 */__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();}
下面，我们重点来看看main.c文件中系统时钟初始化代码。如下图是系统时钟设置函数SystemClock_Config的代码。代码主要分成三部分：①第一部分，是定义并初始化RCC_OscInitStruct、RCC_ClkInitStruct结构体变量，初始值默认为0，即将HSE、HSI、LSE、LSE、CSI和PLL1~PLL4均关闭；②第二部分，通过RCC_OscInitStruct结构体变量开启时钟源HSI、HSE、LSI和PLL3，并设置PLL3的分频和倍频参数，从而使pll3_p_ck输出频率为209MHz。③第三部分，通过RCC_ClkInitStruct结构体变量完成AXI、MCU和APB1~APB5的配置，实现AXI、MCU、APB1~APB3和APB4~APB5时钟频率分别为64MHz、209MHz、64MHz和104.5MHz。main.c文件代码
1 /**2 * @briefM4主频时钟设置函数，也就是设置PLL33 * @ noteplln: PLL3倍频系数(PLL倍频), 取值范围: 25~200.4 * pllm: PLL3预分频系数(进PLL之前的分频), 取值范围: 1~64.5 * pllp: PLL3的p分频系数(PLL之后的分频), 分频后作为系统时钟, 取值范围: 1~128.(且必须是2的倍数)6 * pllq: PLL3的q分频系数(PLL之后的分频), 取值范围: 1~128.7 * 8 * MP157使用HSE时钟的时候，默认最高配置为:9 * CPU频率(mcu_ck) = MLHCLK = PLL3P / 1 = 209Mhz10 * hclk = MLHCLK = 209Mhz11 * AHB1/2/3/4 = hclk = 209Mhz12 * APB1/2/3 = MLHCLK / 2 = 104.5Mhz13 * @retval无;14 */15 void SystemClock_Config(void)16 {17 /* 定义RCC_OscInitStruct、RCC_ClkInitStruct结构体变量，并初始化为0 */18 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};19 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /*给RCC_OscInitTypeDef结构中的成员变量赋值完成初始化RCC振荡器 */22 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = \ RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_LSI23 |RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;24 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; /* 打开HSE */25 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; /* 打开HSI */26 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;/* 校准HSI值 */27 RCC_OscInitStruct.HSIDivValue = RCC_HSI_DIV1; /* 设置HSI分频值为1 */28 29 RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON; /* 开启LSI */30 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;/* 没有PLL的状态 */31 RCC_OscInitStruct.PLL2.PLLState = RCC_PLL_NONE;/* 没有PLL2的状态 */32 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLState = RCC_PLL_ON;/* 开启PLL3 */33 /* PLL3输入时钟源为HSE */ 34 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLSource = RCC_PLL3SOURCE_HSE;35 /*36 * 配置锁相环PLL3的分频和倍频参数，也就是：37 * DIVM3=2，DIVN3=52，DIVP3=3，DIVQ3=2，DIVR3=2，FRACV=204838 * 则PLL3的pll3_p_ck输出频率为：39 * pll3_p_ck==209MHz40 */41 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLM = 2;/* DIVM3=2 */42 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLN = 52;/* DIVN3=52 */43 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLP = 3;/* DIVP3=3 */44 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLQ = 2;/* DIVQ3=2 */45 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLR = 2;/* DIVR3=2 */46 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLRGE = RCC_PLL3IFRANGE_1;47 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLFRACV = 2048;/* FRACV=2048 */48 RCC_OscInitStruct.PLL3.PLLMODE = RCC_PLL_FRACTIONAL;/* 分数模式 */49 RCC_OscInitStruct.PLL4.PLLState = RCC_PLL_NONE;/* PLL4没有状态 */50 51 /* 调用的HAL_RCC_OscConfig函数用于判断 HSE、HSI、LSI、LSE 和52 * PLL（PLL1、PLL2、PLL3和PLL4）是否配置完成，配置完成则返回HAL_OK。53 * 如果没有配置完成，发生错误的话就会进入Error_Handler函数（空循环）。54 */55 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)56 {57Error_Handler();58 }59 /*60 * 给RCC_ClkInitStruct结构体成员赋值来配置RCC时钟，也就是：61 * 配置AXI的时钟源和分频器分频值（也就是配置ACLK）；62 * 配置MCU的时钟源和分频器分频值；63 * 配置APB1~APB5的分频值（也就是配置PCLK1~5）。64 */65 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_ACLK66 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK267 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK3|RCC_CLOCKTYPE_PCLK468 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK5;69 /* 配置AXI时钟源为HSI */ 70 RCC_ClkInitStruct.AXISSInit.AXI_Clock = RCC_AXISSOURCE_HSI;71 /* 配置AXI分频器为1分频=ACLK=64MHz */ 72 RCC_ClkInitStruct.AXISSInit.AXI_Div = RCC_AXI_DIV1;73 /* 配置MCU时钟源来自PLL3=209MHz */74 RCC_ClkInitStruct.MCUInit.MCU_Clock = RCC_MCUSSOURCE_PLL3;75 /* 配置MCU分频器为1分频=MCU=209MHz */76 RCC_ClkInitStruct.MCUInit.MCU_Div = RCC_MCU_DIV1;77 /* 配置APB4分频器为1分频=PCLK4=64MHz*/78 RCC_ClkInitStruct.APB4_Div = RCC_APB4_DIV1;79 /* 配置APB5分频器为2分频=PCLK5=64MHz */80 RCC_ClkInitStruct.APB5_Div = RCC_APB5_DIV1;81 /* 配置APB1分频器为2分频=PCLK1=104.5MHz */82 RCC_ClkInitStruct.APB1_Div = RCC_APB1_DIV2;83 /* 配置APB2分频器为2分频=PCLK2=104.5MHz */84 RCC_ClkInitStruct.APB2_Div = RCC_APB2_DIV2;85 /* 配置APB3分频器为2分频=PCLK3=104.5MHz */86 RCC_ClkInitStruct.APB3_Div = RCC_APB3_DIV2;87 /*88 * 调用HAL_RCC_ClockConfig函数，根据RCC_ClkInitStruct中89 * 指定的参数初始化MPU，AXI，AHB和APB总线时钟，如果初始化90 * 不成功，则进入Error_Handler空循环函数。91 */92 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct) != HAL_OK)93 {94Error_Handler();95 }96 /* 设置RTC时钟的HSE分频因子 */97 __HAL_RCC_RTC_HSEDIV(1);98 }
函数代码分析
下面，我们来分析SystemClock_Config函数的代码实现过程。
第18行，定义RCC_OscInitTypeDef类型结构体变量RCC_OscInitStruct，并初始化为0，表示将HSE、HSI、LSE、LSE、CSI和PLL1~PLL4均关闭。
以上结构体在stm32mp1xx_hal_rcc.h文件中有定义，我们在前面也有详细介绍过，为了大家不总是跳跃看代码，这里还是贴出代码了，如下。
RCC_OscInitTypeDef主要对RCC内部/外部振荡器（HSE，HSI，CSI，LSE和LSI）配置的结构定义，主要是定义要配置的振荡器、时钟源的状态、校准值和PLL的参数。通过给结构体成员赋值即可开或者关对应的时钟，并可以配置PLL的参数。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码typedef struct{uint32_t OscillatorType; /* 要配置的振荡器 */ uint32_t HSEState; /* HSE的新状态 */ uint32_t LSEState; /* LSE的新状态 */ uint32_t HSIState; /* HSI的新状态 */ uint32_t HSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ uint32_t HSIDivValue; /* HSI的分频系数 */uint32_t LSIState; /* LSI的新状态 */ uint32_t CSIState; /* CSI的新状态 */ uint32_t CSICalibrationValue; /* 校准调整值 */ RCC_PLLInitTypeDef PLL; /* PLL1结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL2;/* PLL2结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL3; /* PLL3结构参数 */RCC_PLLInitTypeDef PLL4; /* PLL4结构参数 */} RCC_OscInitTypeDef;
我们查看PLL的结构参数有哪些，如下，此结构体定义了锁相环PLL中用到的DIVM、DIVP、DIVQ、DIVR、FRACV等参数变量，通过给这些结构体成员赋值即可配置PLL的时钟。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
typedef struct
{
uint32_t PLLState; /* PLL的新状态/
uint32_t PLLSource; /PLL输入时钟源/
uint32_t PLLM; /PLL VCO输入时钟的分频系数DIVM/
uint32_t PLLN; /PLL VCO输出时钟的倍数DIVN/
uint32_t PLLP; /分频因子DIVP/
uint32_t PLLQ; /分频因子DIVQ/
uint32_t PLLR; /分频因子DIVR/
uint32_t PLLRGE; /PLL3和PLL4的PLL输入频率范围/
uint32_t PLLFRACV; /PLL VCO乘数的小数部分FRACV/
uint32_t PLLMODE; /使用PLL模式/
uint32_t MOD_PER; /调制周期调整/
uint32_t RPDFN_DIS; /抖动的RPDF噪音控制/
uint32_t TPDFN_DIS; /抖动的TPDF噪声控制/
uint32_t SSCG_MODE; /扩频时钟发生器模式/
uint32_t INC_STEP; /调制深度调整*/
} RCC_PLLInitTypeDef;
第19行，定义RCC_ClkInitTypeDef类型结构体变量，并初始化为0，即AXI子系统、MCU子系统时钟源默认来自HSI，且AXI时钟和MCU时钟以及APB1~APB5时钟的分频器的分频值为0（没有分频）。
RCC_ClkInitStruct此结构体我们在前面也有讲解过。RCC_ClkInitTypeDef结构体定义如下，主要是定义AXI和MPU的时钟源以及分频系数，还有APB1~APB5的分频系数，通过给结构体成员赋值即可实现对MPU、AXI和APB进行分频。
stm32mp1xx_hal_rcc.h文件代码
typedef struct
{
uint32_t ClockType; /* 时钟源选择/
RCC_MPUInitTypeDef MPUInit; /MPU结构参数(时钟源和分频数)/
RCC_AXISSInitTypeDef AXISSInit; /AXI结构参数(时钟源和分频数)/
RCC_MCUInitTypeDef MCUInit; /APB4分频数/
uint32_t APB4_Div; /APB4分频数/
uint32_t APB5_Div; /APB5分频数/
uint32_t APB1_Div; /APB1分频数/
uint32_t APB2_Div; /APB2分频数/
uint32_t APB3_Div; /APB3分频数 */
} RCC_ClkInitTypeDef;
分析完了结构体，整个系统时钟初始化就大概明白了，需要哪个时钟源，要用那个PLL以及PLL的各个参数，要对那根总线进行分频以及分频系数是多少等等，我们都可以通过给结构体成员赋值来实现。SystemClock_Config函数其实也是这么做的，我们接着分析此函数剩下的代码。
第21到第34行，给RCC_OscInitTypeDef结构中的成员变量赋值完成初始化RCC振荡器，开启了HSE，配置PLL3为209MHz。
第55到58行，调用HAL_RCC_OscConfig函数真正完成HSE、HSI、LSI 和 PLL3的配置。
第65到第86行，给RCC_ClkInitStruct结构体成员赋值，完成AXI、MCU和APB的时钟分配。其中：
AXI时钟源来自HSI，经过1分频后最终频率为64MHz；
MCU时钟源来自PLL3，经过1分频后最终频率为209MHz；
确定了AXI的时钟，那么APB4和APB5的时钟源也就确定了。APB4和APB5经过1分频后最终频率为64MHz；
确定了MCU的时钟，那么APB1APB5的时钟源也就确定了。APB1APB2经过1分频后最终时钟频率为104.5MHz。
可能大家会问，为啥没看到AHB1AHB6相关的代码呢？这个系统就默认配置好了，因为他们不需要经过分频器。AHB1AHB4的时钟直接通过mcuss_ck获得，为64MHz。AHB5~AHB6的时钟直接通过axiss_ck获得，为209MHz。
9.5.3 main函数调用
在main函数中调用系统时钟配置函数的代码：
if(IS_ENGINEERING_BOOT_MODE()){SystemClock_Config();}
其中，先判断IS_ENGINEERING_BOOT_MODE()函数的返回值，如果为TRUE 则初始化系统时钟，如果为FALSE，条件不成立，if语句不执行。我们来看看IS_ENGINEERING_BOOT_MODE函数：
stm32mp157dxx_cm4.h文件代码#define IS_ENGINEERING_BOOT_MODE() (((SYSCFG->BOOTR) & \ (SYSCFG_BOOTR_BOOT2|SYSCFG_BOOTR_BOOT1|SYSCFG_BOOTR_BOOT0)) == \ (SYSCFG_BOOTR_BOOT2))
函数IS_ENGINEERING_BOOT_MODE通过判断引脚BOOT2 是否为1，为1的话表示从MCU启动（ST官方叫做工程启动模式），然后调用IS_ENGINEERING_BOOT_MODE函数来初始化系统时钟。大家可以分析一下第二个工程MCU_HSI的系统时钟代码，对比看看它们的区别。关于外设时钟初始化部分，下面的章节小结有总，我们也会在对应的外设实验章节进行讲解。
9.5.4 HAL_Delay的计时
关于HAL_Delay是怎么实现计时的，我们在前面第7.4.2小节有分析过，关于Systick我们后面会有专门的实验章节做讲解。默认情况下，STM32CubeMX使用Systick作为时基给其它程序提供计时，例如HAL_Delay延时函数，以及串口程序中的Timeout 超时机制等等。
图9.5.2. 1 STM32CubeMX插件默认配置
