2.5 时钟系统与复位时钟控制寄存器（RCC）

时钟信号的作用是控制电路按节拍工作，时钟信号频率越高，电路工作速度越快。很多单片机只有一种时钟信号，而STM32单片机有多种时钟信号，并且可以通过分频或倍频来降低和提高时钟频率，从而得到更多频率的时钟信号，以满足各种不同电路的需要。

2.5.1 时钟信号的种类与分配

STM32F103单片机时钟系统图（时钟树）如图2-12所示。

1）时钟源

STM32F103单片机有4个时钟源，分别是HSI、HSE、LSE、LSI，其他所有的时钟信号都由这4个时钟源信号分频或倍频而来。

HSI为高速内部时钟，频率为8MHz，由单片机内部的RC时钟电路产生，其精度不高。HSE为高速外部时钟，频率为4~16MHz，一般为8MHz，由单片机OSC_IN、OSC_OUT引脚外接晶振与内部电路构成的时钟电路产生，其精度高。LSE为低速外部时钟，频率为32.768kHz，由单片机OSC32_IN、OSC32_OUT引脚外接晶振与内部电路构成的时钟电路产生，其精度高，可直接用作RTCCLK（实时时钟）提供给RTC电路。LSI为低速内部时钟，频率为40Hz，由单片机内部的RC时钟电路产生，其精度不高，可直接用作IWDGCLK（独立看门狗时钟）提供给IWDG电路，也可用作RTCCLK提供给RTC电路。

2）SYSCLK（系统时钟）的形成

SYSCLK（系统时钟）是单片机非常重要的时钟，最高频率为72MHz，片上外设工作所需的时钟大多由该时钟分频得到。SYSCLK时钟由HSI或HSE时钟倍频而形成。

HSI时钟形成SYSCLK时钟的过程：HSI电路产生8MHz的HSI时钟，分作两路，一路直接通过选择器2而成为SYSCLK时钟；另一路先经过2分频变成4MHz，再经过选择器2后由锁相环倍频（倍频数可用有关寄存器设置）电路进行升频，得到PLLCLK（倍频时钟），该时钟若被选择器2选择通过，则可成为SYSCLK时钟。

HSE时钟形成SYSCLK时钟的过程：HSE电路产生8MHz（4~16MHz，一般为8MHz）的HSE时钟，分作4路，第一路直接通过选择器2成为SYSCLK时钟；第二路经过选择器3、选择器1后，由锁相环倍频电路进行升频，得到PLLCLK（倍频时钟），再经选择器2则可成为SYSCLK时钟；第三路先进行2分频；然后按第二路相同的方式成为SYSCLK时钟；第四路先经128分频（÷128），再通过选择器4成为RTCCLK，提供给RTC电路。

SYSCLK时钟除会提供给AHB预分频器外，还可直接作为I2S2CLK、I2S3CLK时钟，分别提供给I2S2、I2S3外设。SYSCLK时钟需要通过一个门电路才能去I2S外设，只有在该门电路的外设时钟使能端加使能信号时，时钟才能通过门电路。

3）AHB、APB1、APB2时钟

SYSCLK时钟经AHB预分频器分频得到AHB时钟（最高频率为72MHz），提供给SDIO、FSMC、AHB总线、核心存储器、DMA等。AHB时钟经APB1预分频器分频后得到APB1时钟（最高频率为36MHz），提供给APB1外设和定时器2~7（TIM2~TIM7）。AHB时钟经APB2预分频器分频后得到APB2时钟（最高频率为72MHz），直接提供给APB2外设（如GPIO端口）作为时钟信号；另外，经分频器提供给定时器TIM1和TIM8，还经ADC预分频器后提供给ADC1~ADC3。

4）其他时钟

USB接口所需的USBCLK时钟是由PLLCLK时钟经USB预分频器分频而得到的，若PLLCLK时钟的频率为72MHz，USB预分频器的分频数为/1.5，则USBCLK时钟的频率为48MHz（即72MHz÷1.5）。

STM32F103单片机的时钟除可供给内部电路使用外，还可以向外供给其他电路使用。HSI、HSE、SYSCLK时钟和经2分频的PLLCLK时钟送到选择器5，选择某种时钟信号后从MCO端口（PA8引脚）向外输出。

2.5.2 时钟控制寄存器（RCC_CR）

RCC_CR（时钟控制寄存器）主要用来开启（使能）和关闭时钟，并反映时钟状态，其偏移地址为0x00，复位值为0x000 XX83（X表示未定义）。RCC_CR寄存器的组成位如图2-13所示，各位功能说明见表2-3。

RCC意为复位与时钟控制（Reset&Clock Control），RCC寄存器区的基地址为0x4002 1000，RCC_CR寄存器的地址为0x4002 1000（基地址0x4002 1000+偏移地址0x00）。

2.5.3 时钟配置寄存器（RCC_CFGR）

RCC_CFGR（时钟配置寄存器）主要用来设置时钟的分频数和倍频数，其偏移地址为0x04（RCC基地址为0x4002 1000），复位值为0x000 0000。RCC_CFGR寄存器的组成位如图2-14所示，各位功能说明见表2-4。

2.5.4 APB2外设复位寄存器（RCC_APB2RSTR）

RCC_APB2RSTR（APB2外设复位寄存器）主要用来复位APB2总线的外设，其偏移地址为0x0C，复位值为0x0000 0000。RCC_APB2RSTR寄存器的组成位如图2-15所示，各位功能说明见表2-5。

2.5.5 APB1外设复位寄存器（RCC_APB1RSTR）

RCC_APB1RSTR（APB1外设复位寄存器）主要用来复位APB1总线的外设，其偏移地址为0x10，复位值为0x0000 0000。RCC_APB1RSTR寄存器的组成位如图2-16所示，各位功能说明见表2-6。

2.5.6 AHB外设时钟使能寄存器（RCC_AHBENR）

RCC_AHBENR（AHB外设时钟使能寄存器）主要用来开启/关闭AHB总线外设的时钟，其偏移地址为0x14，复位值为0x0000 0014。RCC_AHBENR寄存器的组成位如图2-17所示，各位功能说明见表2-7。

2.5.7 APB2外设时钟使能寄存器（RCC_APB2ENR）

RCC_APB2ENR（APB2外设时钟使能寄存器）主要用来开启/关闭APB2总线外设的时钟，其偏移地址为0x18，复位值为0x0000 0000。RCC_APB2ENR寄存器的组成位如图2-18所示，各位功能说明见表2-8。

2.5.8 APB1外设时钟使能寄存器（RCC_APB1ENR）

RCC_APB1ENR（APB1外设时钟使能寄存器）主要用来开启/关闭APB1总线外设的时钟，其偏移地址为0x1C，复位值为0x0000 0000。RCC_APB1ENR寄存器的组成位如图2-19所示，各位功能说明见表2-9。

2.5.9 控制/状态寄存器（RCC_CSR）

RCC_CSR（控制/状态寄存器）主要用来开启/关闭LSI（内部低速时钟），并用标志位反映一些复位状态，其偏移地址为0x24，复位值为0x0000 0000。RCC_CSR寄存器的组成位如图2-20所示，各位功能说明见表2-10。