本次編寫的教程主要是針對STM32F04x系列的單片機，對于STM32單片機的時鐘，想必使用過STM32的人都比較清楚，STM32它是基于?Cortex?-Mx系列內核的微處理器，芯片內部集成了豐富的外設。同時也集成了內部的時鐘源。也就是說芯片不需要外接晶振就可以運行。但是大多數的使用情況都是使用了芯片外部的晶振，包括官方的標準固件庫也都是默認使用外部晶振，但是有些特殊情況下，不需要使用外部晶振，這樣可以節省一個晶振和兩個諧振電容，最主要的是可以節省PCB板子的面積。但如果使用內部晶振，就得要編寫程序，更改相關寄存器的值，切換至內部晶振才可以。對于芯片時鐘源切換這樣的事情，對高手來說是很簡單，對于新手來說就有些搞不清了，因此本教程敘述一下STM32F04x系列單片機時鐘源切換的流程。

既然是切換單片機的時鐘源，就不能不了解下芯片內部的時鐘結構，幾乎所有的STM32芯片，官方在手冊中都會描述一下芯片內部的時鐘結構。STM32F04x也不列外，下面是STM32F04x系列單片機的時鐘樹：（摘自官方手冊）

圖中序號說明：

①：外部時鐘源的輸入端。這個時鐘源是系統時鐘，可用的時鐘源頻率范圍是（4~32）MHz。

②：外部實時時鐘的時鐘源輸入端。這個時鐘源是計時使用，所以它的頻率是固定在32.768KHz。

③：芯片內部時鐘輸出端?？梢钥刂葡嚓P的寄存器，選擇內部的時鐘信號從這個端口對外輸出。

④：內部高速48MHz的時鐘源。該頻率不需要倍頻就可以直接給芯片的提供48MHz的系統時鐘信號。

⑤：內部低速8MHz的時鐘源。該頻率可以倍頻或不倍頻給系統提供時鐘信號。（但是STM32F04x芯片最高頻率是48MHz）

⑥：PLL倍頻模塊。該模塊可以選擇內部8M或外部時鐘為輸入，經倍頻后給芯片系統提供時鐘信號。

⑦：SW系統時鐘源選擇器。通過控制寄存器來選擇相關的時鐘源為芯片系統使用。

本次要切換的時鐘源是①HSE外部時鐘源和⑤內部8M時鐘源。不知大家是否留意過，市面上出售的各種STM32的開發板其外部的時鐘基本都是8MHz的，這是為什么呢？主要原因是讓初學者更快的上手。大家可以結合上圖的時鐘樹和官方的固件庫就可以得知，芯片內部的時鐘源頻率是8MHz，而官方的固件庫中配置系統時鐘源的時候，定義的相關變量和函數等，也都是用8MHz為基礎進行定義的。這樣一來，初學者就可以暫時不需要很清楚的了解時鐘結構的情況下，快速進行開發。節省了很多的時間，同時也降低了上手的難度。如果一開始就讓初學者要清楚的去了解芯片的時鐘結構，這樣對于能力強的人是無所謂的。但是對新手來說不是一個好的開始，也有可能會打擊學習的信心。

看完芯片的時鐘樹后，在看看官方的固件庫是怎么實現系統時鐘信號的配置：

STM32的芯片在啟動的時候，都是先從啟動文件開始執行的，而上圖中的程序就是在啟動文件中調用的，從上面的程序中可以看出，芯片在啟動的時候使用了（默認）內部的8MHz時鐘。之后是清除與時鐘相關的一切設置，最后調用了一個系統時鐘設置函數，該函數的源代碼如下：

上圖的函數就是在芯片復位完與時鐘相關寄存器后，進行配置系統時鐘源時調用的函數，該函數主要是進行了五個操作，分別是①啟用外部時鐘源，②設置PLL的輸入時鐘源于PLL的倍頻系數，③設置FLASH預取指與延遲周期，④設置系統時鐘分頻系數和外設總線時鐘分頻系數，⑤設置PLL模塊輸出頻率為系統時鐘源。這是官方默認的設置，從這里就可以看出，如果外部使用了8MHz的晶振時，PLL模塊倍頻6倍。則系統的時鐘頻率是8*6=48MHz。如果我們不想使用外部的晶振，則只能在這里進行編程設置相關寄存器的數值，達到我們的目的。具體的程序如下：

上圖是程序的設置過程是：

①開啟內部8MHz時鐘（這一步也可以不寫，因為芯片上電后默認開啟了內部8MHz時鐘）。

②等待內部時鐘穩定。

③配置FLASH預取指與等待周期。

④設置HPRE與PPRE的分頻系數。（一般情況下這兩個總線是不分頻的，除非對功耗有要求則需要分頻）

⑤設置PLL的輸入源和PLL模塊的倍頻系數。

（在設置PLL模塊時，必須先清除對該模塊的相關設置位，因為只有在PLL模塊關閉的情況下才能寫入相關的控制信息）

⑥等待PLL模塊輸出穩定。

⑦設置PLL模塊為系統時鐘。

⑧等待設置PLL模塊為系統時鐘完成。

按照上述過程配置完相關寄存器后，芯片的系統時鐘就設置為內部的8MHz。經過PLL模塊倍頻*6后，系統的最高頻率是8*6=48MHz。

在配置芯片的內部時鐘時，要注意的是：官方的固件庫中默認是使用外部晶振，并在時鐘配置函數SetSysClock中進行了外部時鐘穩定等待，假如外部時鐘啟動失敗的時候，默認是沒有相關函數去處理。所以，如果你的PCB板子上并沒有焊接外部的晶振時，切換時鐘的函數就寫在官方固件庫system_stm32f0xx文件中的SetSysClock函數中，這樣一來啟動過程中就直接將內部時鐘初始化為芯片的系統時鐘。