STM32开发板原理图中的时钟设计详解：4个关键步骤，实现高精度计时

# 1. STM32开发板原理图时钟设计概述

时钟是嵌入式系统中不可或缺的一部分，它为系统中的各个组件提供同步信号，确保系统稳定可靠地运行。在STM32开发板的原理图设计中，时钟设计尤为重要，它直接影响着系统的性能、功耗和稳定性。

本章将对STM32开发板的时钟设计进行概述，包括时钟源的选取、时钟树的构建、时钟信号的输出和时钟设计的优化等方面。通过对这些内容的深入理解，可以帮助开发者设计出高效、可靠的STM32开发板。

# 2. 时钟源的选取与配置

### 2.1 内部时钟源

STM32微控制器内置了多种内部时钟源，包括：

#### 2.1.1 HSI时钟

HSI（内部高速时钟）是一种基于 RC 振荡器的内部时钟源，频率为 16 MHz。HSI 的优点是功耗低、成本低，缺点是精度较差，温度漂移较大。

/* 使能 HSI 时钟 */
RCC->CR |= RCC_CR_HSION;

/* 等待 HSI 时钟稳定 */
while ((RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY) == 0);

#### 2.1.2 HSE 时钟

HSE（外部高速时钟）是一种基于外部晶振或陶瓷谐振器的外部时钟源。HSE 的频率范围为 4 MHz 至 25 MHz，精度比 HSI 高，温度漂移也较小。

/* 使能 HSE 时钟 */
RCC->CR |= RCC_CR_HSEON;

/* 等待 HSE 时钟稳定 */
while ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) == 0);

#### 2.1.3 LSI 时钟

LSI（内部低速时钟）是一种基于 RC 振荡器的内部时钟源，频率为 32 kHz。LSI 的优点是功耗极低，缺点是精度非常差，温度漂移极大。

/* 使能 LSI 时钟 */
RCC->CSR |= RCC_CSR_LSION;

/* 等待 LSI 时钟稳定 */
while ((RCC->CSR & RCC_CSR_LSIRDY) == 0);

### 2.2 外部时钟源

除了内部时钟源，STM32 微控制器还支持多种外部时钟源，包括：

#### 2.2.1 晶振时钟

晶振时钟是一种基于石英晶体的外部时钟源，频率范围很广，精度极高，温度漂移极小。晶振时钟的缺点是成本较高，功耗也较高。

/* 配置晶振时钟 */
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HSEBYP; /* 旁路 HSE 晶振 */
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HSEON; /* 使能 HSE 时钟 */

/* 等待 HSE 时钟稳定 */
while ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) == 0);

#### 2.2.2 RTC 时钟

RTC 时钟是一种基于外部 32.768 kHz 晶体的时钟源，用于时钟和日历功能。RTC 时钟的优点是精度高、温度漂移小，缺点是功耗较高。

/* 配置 RTC 时钟 */
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_RTCEN; /* 使能 RTC 时钟 */
RCC->BDCR |= RCC_BDCR_BDRST; /* 复位 RTC */

/* 等待 RTC 时钟稳定 */
while ((RCC->BDCR & RCC_BDCR_RTCEN) == 0);

### 时钟源选择

时钟源的选择取决于具体的应用需求。如果需要高精度、低漂移的时钟，则应选择晶振时钟或 RTC 时钟。如果需要低功耗、低成本的时钟，则应选择 HSI 时钟或 LSI 时钟。

# 3.1 PLL倍频器

#### 3.1.1 PLL倍频原理

PLL（Phase-Locked Loop，锁相环）是一种电子电路，它可以将一个输入时钟信号倍频输出一个新的时钟信号。PL