STM32时钟树

1.前言

• 在对STM32编程时，代码第一步总是要开启外设时钟使能，在数据手册上可以看到所有外设都是挂载在时钟树下，所以时钟树到底是个什么玩意？本文在此介绍。

2.时钟树

• 首先解释一下什么是时钟树，STM32的时钟树(Clock Tree)是指控制器内部时钟信号从源头到各个外设的分配和控制系统。它是一个复杂的网络结构，决定了CPU、总线和外设的工作频率。

2.1时钟的种类

• 从数据手册可以看出，STM32系列的单片机又有四个基础时钟源，HSI振荡器时钟，LSI振荡器时钟，HSE振荡器时钟，HSI振荡器时钟，这四个时钟就是最基本的时钟来源，也就是时钟树的根，之后就是PLL锁相环和SYSCLK系统时钟。
• 这几者的关系可以先看成这样的关系
  
• 我们直接查看数据手册
  
  可以看到外设的最高频率可以达到170M，显然可以看到这四个基础时钟都无法直接提供170M的频率，那么这170M的时钟是哪来的呢？从上面的关系图可以看出，将HSE或者HSI接入PLL就能输出170M的频率了。
• 系统时钟的来源：HSI振荡器时钟 HSE振荡器时钟 PLL锁相环 ，
• 两个次级时钟源：LSI振荡器时钟 LSE振荡器时钟

2.2时钟树的框图

乍一看很复杂，但我们不需要看这么多，我们将其简化一下，只需要看红色部分就行

• LSI(内部低速时钟)：时钟信号由内部RC振荡电路产生，频率为32.768K
• HSI(内部高速时钟)：时钟信号由内部RC振荡电路产生，STM32G431有两个时钟源(16M和48M)，一般用于独立看门狗
• LSE(外部低速时钟)：时钟信号由外部晶振提供，一般为32.768K，一般用于RTC实时时钟
• HSE(外部高速时钟)：时钟信号由外部晶振提供，范围为4-48M，主要是用该时钟
• PLL锁相环：将时钟的信号进行放大
  简单介绍PLL锁相环，先看PLL的框图：
  
  鉴相器：通过比较输入输出的相位差，输出一定的电压信号
  低通滤波：滤除鉴相器输出的杂波
  压控振荡器：使输出信号的频率与低通滤波输出的频率保持一致
  那么我们只要在反馈通道上加上一个分频器，就能实现输出信号的放大