嵌入式铁头山羊STM32-各章节详细笔记-查阅传送门（点击传送）
目录
一、时钟树
1.时钟和时钟树的概念
2.分频器、锁相环和复用器
3.树根（四种）
4.树干
5.树枝
6.练习
二、时钟树编程
1.时钟树的初始状态
代码测试：
2.标准库的启动代码
3.时钟树的编程接口
4.配置时钟树（使用代码去配置自己想要的时钟树，即时钟信号的频率由自己配置）
5.配置Flash指令预取
6.片上外设开关和复位
一、时钟树
1.时钟和时钟树的概念
时钟”（Clock），主要指的是提供给整个芯片（或者其中某个模块）运行的基准频率信号。这个时钟信号类似一个“节拍器”，所有指令执行、外设工作、总线传输都依赖它来“按节奏”进行。注意：这个时钟频率的快慢，也导致了他所支持的外设的执行快慢。
---简单来说，这个时钟是单片机的心脏，每个外设想要启动，先得启动这个外设对应的时钟
时钟树，单片机这里分为两颗树，一颗大树（高速树），一颗小树（低速树），我们主要是看大树这里，
首先其树根类似于左图的心跳这块，即产生时钟信号的。
接着，树干这里是：经过前面的梯形表示的复用器去复用时钟信号既而得到系统时钟
（SYSCLK）。
然后就是到分支了。即有树干产生了三个分支，每个分支上的叶子，就代表一个片上外设。
什么是“时钟树”？
时钟树就是 MCU 内部时钟分配的结构图。
MCU 里不止一个时钟源（内部的 HSI、外部的 HSE、PLL 倍频后的时钟等等）。
不同的模块（CPU 内核、外设、总线、定时器、ADC 等）需要不一样的时钟。
为了把一个或几个“总时钟源”分配给这么多模块，MCU 内部就设计了一个“分发网络”，它看起来像一棵树——根在底下（时钟源），树枝不断分叉（分频、倍频、选择），树叶就是外设。
所以叫时钟树。
形象比喻
把 MCU 里的时钟源（HSI/HSE/PLL）想象成水厂。
分频器 / 倍频器就是水管阀门，可以调整水流大小。
不同的外设（CPU、总线、UART、SPI…）就是城市里的用水户。
时钟树就是一张“供水管网图”，告诉你水（时钟信号）怎么从源头分到各个用户。
为什么要搞“时钟树”？
灵活性：不同外设需要的速度不同，比如 USART 可能只要几十 MHz，CPU 可能要 100+ MHz。
省电：可以关闭不需要的时钟支路，减少功耗。
稳定性：外设之间互不干扰，每个外设有自己的“水管”。
2.分频器、锁相环和复用器
3.树根（四种）
树根这里分为四种，即内外接、高低速的时钟源，注意：根据时钟源的不同，将两树分为高速树和低速树。
注意：为啥单片机有高低速的时钟源都有还要接外部的，因为内部的一般精度要求不高，所以想精度上有要求的话就得外接。
4.树干
主要就剩复用器这里的三种路径罢了
5.树枝
经过AHB总线得到的三大分支
6.练习
二、时钟树编程
1.时钟树的初始状态
初始的所有分频器后都产生的是8MHz（注意这里涉及到启动文件的细节，后面会讲，其实默认情况是72MHz）
代码测试：
这里使用代码进行测试是否初始是8MHz
判断：之前的延迟使用的是delay函数，这里使用for循环，假设一个for循环消耗10个时钟周期，那要延迟500ms就是400000次循环。这里注意1/f是一个时钟周期，所以会乘10代表一次for循环对应的时间。
按照上面的想法去运行发现一次闪烁，即一次亮灭很快，闪烁的非常快，说明有问题，看下面继续讲
2.标准库的启动代码
在启动文件里面发现这句话，即在main函数执行前都会先执行SystemInit，主要帮助用户选择最高频率。既而就表示你默认的是72MHz，所以会闪烁的很快
这里尝试注释这两行汇编语言（使用封号注释），然后再运行观察发现效果好多了，但是还是有点快，
这个问题出现在一开始的假设一个for循环为10个时钟周期（因为不同设备时钟周期不一样），这里比如一个for循环是6个时钟周期等等，发现闪烁正常实现了。
![]()
3.时钟树的编程接口
举个图中的例子，锁相环，第一个参数是复用器选择的传入信号，第二个是选择是*6或者乘多少
即参数1 为源头，参数2为倍频系数
![]()
4.配置时钟树（使用代码去配置自己想要的时钟树，即时钟信号的频率由自己配置）
这里当注释掉一开使的SystemInit后，默认就是直接走main，直接为8MHz。
所以这里尝试使用代码去配置想要的时钟树，这里尝试将默认的8MHz配置为72MHz的时钟树。使用前面的编程接口 。
注意顺序一定是：
1.先选择输入信号为HSE，即开始HSE，因为开启要时间，所以还要判断标志位2.之后配置索相环，配置输入的信号和乘以的系数，即源头和倍频系数
3.之后先配置分频系数
4.最后配置复用器为HSE
5.(增加“指令预取”的操作，这个后面讲了)
Q为啥要先设置分配器再切换源头
#3：设置分频器
👉 就是先规定好「CPU、外设们最多能跑多快」。
（比如：CPU = 72 MHz，APB1 ≤ 36 MHz，APB2 ≤ 72 MHz）#4：切换 SYSCLK
👉 就是把 MCU 的真正工作时钟切换到你配置好的 PLL。⚠️ 如果你先执行 #4（切时钟），再去执行 #3（分频）：
在那一瞬间，所有总线和外设会直接吃到未分频的高频时钟，可能超过它们的极限。
结果就是外设异常、死机、复位。
所以 ST 官方手册里要求：
✅ 必须先设置分频器 (#3)，确保“护栏”立好 → 再切换 SYSCLK (#4)，这样就不会超频。📌一句话总结：
分频器相当于「限速器」，要先设好限速，再让车跑起来；
如果先让车跑起来（切 SYSCLK），再设限速，就有可能瞬间超速出事。
5.配置Flash指令预取
当你配置了72MHz的时钟树后就需要配置指令预取，这是因为本来cpu只是简单的8MHz的话，自己没延迟（因为小于24MHz），但是当你指定配置了72MHz的频率树，太快了，所以就需要配置这个《预取功能》了
专业解释
CPU 执行指令的速度 vs Flash 读出的速度
STM32 的代码存放在Flash（片上程序存储器）里。
当 CPU 时钟频率很高（比如 72 MHz）时，Flash 的读取速度跟不上 CPU 的取指速度。
如果 CPU 每个周期都要等 Flash 慢吞吞地把指令拿出来，性能就会大幅下降。
预取缓冲的作用
Prefetch Buffer就是一个小缓存：它会提前把后面可能要用的指令读到缓冲区里。
这样 CPU 要用的时候就能直接取，减少等待。
为什么在配置时钟树时要开预取？
一旦系统切换到高频率运行，Flash 不开预取就会变成瓶颈。
所以在切换 SYSCLK 到 PLL 高速运行之前，要配置：
开启指令预取
设置 Flash 等待周期（LATENCY），确保读取稳定。
通俗解释（小白版）
想象 MCU = 一个学生，
CPU = 写作业的手
Flash = 铅笔盒里拿铅笔
如果 CPU 写字速度很慢（低频），每次从铅笔盒里慢慢拿笔，不会影响。
但当 CPU 写字特别快（高频），它每次都要等你打开铅笔盒 → 卡顿 → 写不下去。解决办法：
在桌上先摆一排备用的笔（= 预取缓冲）。
CPU 要写字时，直接从桌子上拿笔就行，不用等铅笔盒。
这样，CPU 即使跑得飞快，拿笔（取指令）的速度也能跟上。
总结一句话：
配置时钟树后 MCU 可能跑到几十 MHz 甚至上百 MHz，Flash 太慢跟不上 CPU。
所以要开启预取功能，提前把指令准备好，避免 CPU 卡住等 Flash。
6.片上外设开关和复位
这里面没有说明白，其实就是复位按钮的实现，是需要写两句话的，一句是按下按钮，一句是抬起。
