系统时钟配置

STM32F103C8T6的系统时钟配置成72MHZ

1. 什么是 STM32 系统时钟

系统时钟（System Clock）是整个 MCU（微控制器）运行的“节拍信号”，所有 CPU 指令执行、外设操作、定时器计时、总线数据传输等，都依赖这个时钟频率来同步。
在 STM32F103C8T6 中，系统时钟的来源可以是：

HSI（内部高速时钟，8 MHz）
HSE（外部高速晶振，一般 8 MHz 或 12 MHz）
PLL（锁相环，可将输入时钟倍频）

系统时钟频率越高，MCU 执行指令的速度越快，但功耗也会随之增加。

2. 为什么要配置系统时钟

保证程序运行速度
不同应用对速度要求不同，如果时钟太低，运算、通讯可能会卡顿甚至超时；时钟过高又会增加功耗和发热。
匹配外设波特率和定时精度
例如串口、I²C、SPI、PWM 等外设的时序计算都基于系统时钟，如果系统时钟不正确，波特率或频率就会不准确，导致通信失败。
充分利用 MCU 性能
STM32F103 系列的最大主频是 72 MHz，如果只用默认的 8 MHz HSI，CPU 性能会浪费很多。
降低功耗或发热（可按需降频）
有些低功耗场景，会在运行中动态调低系统时钟，比如从 72 MHz 切到 36 MHz。

3. 为什么常配成 72 MHz

硬件支持的最大值：STM32F103C8T6 的数据手册写明，最大系统主频是 72 MHz，高于这个值会不稳定甚至损坏芯片。
外设定时方便：72 MHz 这个值和常用外设分频系数匹配好，比如：
- 72 MHz / 36 / 18 / 9 / 8 / 4 等能整除，方便得到标准串口波特率和 PWM 频率
- 72 MHz / 72 = 1 MHz，定时器计数方便
性能最优：72 MHz 时，ARM Cortex-M3 的执行速度最快，适合要求高实时性或计算量大的任务。

HAL库

sys,c:

#include "sys.h"/*** @brief  配置 STM32F103C8T6 的系统时钟为 72 MHz（或按传入倍频数计算）* @param  plln: PLL 倍频系数（RCC_PLL_MULx 枚举），典型使用 RCC_PLL_MUL9 对 8MHz HSE 倍频至 72MHz* @note   调用时机：必须在 HAL_Init() 之后调用（HAL_Init 会配置 SysTick 等基础时基，RCC 再切换系统时钟）*         时钟路径（本例典型）：外部晶振 HSE(8MHz) -> PLL(×9) = 72MHz -> SYSCLK*         AHB(HCLK) = 72MHz，APB1 = 36MHz（受限于最大 36MHz），APB2 = 72MHz*         该函数只做“时钟树切换 + 分频设置 + Flash 等待周期设置”，不做外设时钟开启。*/
void stm32_clock_init(uint32_t plln)
{HAL_StatusTypeDef ret = HAL_ERROR;RCC_OscInitTypeDef rcc_osc_init = {0};RCC_ClkInitTypeDef rcc_clk_init = {0};/* ----------- 1) 配置振荡器与 PLL 源/倍频 ----------- */rcc_osc_init.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;   // 选择要配置的振荡器类型：这里仅配置 HSE（外部高速晶振）rcc_osc_init.HSEState = RCC_HSE_ON;                     // HSE 状态：开启外部晶振（常见 8MHz）rcc_osc_init.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;      // HSE 预分频：F1 主流型号为 DIV1 或 DIV2；8MHz 常用 DIV1rcc_osc_init.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;                 // 打开 PLL 锁相环（用于倍频得到高主频）rcc_osc_init.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;         // PLL 输入源：选 HSE（外部晶振）。另一个常见选项是 HSI/2rcc_osc_init.PLL.PLLMUL = plln;                         // PLL 倍频系数：典型 RCC_PLL_MUL9（8MHz ×9 = 72MHz）// 使能/配置上述振荡器与 PLL。HAL 会依次启动 HSE、配置 PREDIV、配置并使能 PLL，等待稳定ret = HAL_RCC_OscConfig(&rcc_osc_init);if (ret != HAL_OK){// 若失败，通常意味着 HSE 未振荡、参数非法或硬件异常；此处简化为死循环，可换成 Error_Handler()while(1);}/* ----------- 2) 配置总线分频与系统时钟源 ----------- */// 告诉 HAL：我们要配置哪些时钟域的参数（系统时钟、AHB、APB1、APB2）rcc_clk_init.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);rcc_clk_init.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;    // 系统时钟源：切换到 PLL 输出（上面配置的 HSE×PLLMUL）rcc_clk_init.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;           // AHB(HCLK) 分频：SYSCLK/1 = 72MHzrcc_clk_init.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;            // APB1 分频：HCLK/2 = 36MHz（因为 APB1 最大 36MHz）rcc_clk_init.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;            // APB2 分频：HCLK/1 = 72MHz// 设置时钟并配置 FLASH 等待周期// FLASH_LATENCY_2：当 SYSCLK 在 48–72MHz 区间，需要 2 个等待周期，保证取指正确ret = HAL_RCC_ClockConfig(&rcc_clk_init, FLASH_LATENCY_2);if (ret != HAL_OK){while(1);}
}

sys.h:

#ifndef __SYS_H__
#define __SYS_H__#include "stm32f1xx.h"   // HAL 头文件，包含 RCC/FLASH/时钟树相关定义/*** @brief  初始化系统时钟：选择振荡器、配置 PLL、切换 SYSCLK、设置各总线分频与 Flash 等待周期* @param  plln: RCC_PLL_MULx（如 RCC_PLL_MUL9），决定 PLL 倍频系数，进而决定 SYSCLK 频率*/
void stm32_clock_init(uint32_t plln);#endif

main.c:

#include "sys.h"int main(void)
{HAL_Init();                       /* 初始化 HAL 库：配置 NVIC 分组、SysTick 基础时基、复位外设状态等 */stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);   /* 设置系统时钟：HSE(8MHz)→PLL×9=72MHz；同时 AHB=72MHz，APB1=36MHz，APB2=72MHz，FLASH_LATENCY=2 */while(1){// 用户主循环：此时 SystemCoreClock≈72MHz（可用 HAL_RCC_GetHCLKFreq() 验证）// 根据需要初始化并开启具体外设时钟（GPIO/USART/SPI/TIM...），并编写应用逻辑}
}

关键参数为什么这样选？还能怎么选？

下面把“每个参数的可选项、适用场景、为什么本例这么选”讲清楚：

A. `RCC_OscInitTypeDef`

OscillatorType
- 可选：RCC_OSCILLATORTYPE_HSE / HSI / LSE / LSI 以及它们的组合（按位或）
- 场景：
  - HSE：外部高速晶振（常见 8MHz），主系统时钟的高精度来源
  - HSI：内部 8MHz RC 振荡器，精度一般，无需外部器件
  - LSE：外部 32.768kHz 晶振，RTC 低功耗、长期计时
  - LSI：内部 40kHz RC，低功耗/独立看门狗/RTC 备选
- 本例：只配置 HSE，目标是 72MHz 高性能主频和高精度外设时序。
HSEState
- 可选：RCC_HSE_ON / RCC_HSE_OFF / RCC_HSE_BYPASS
- 场景：
  - ON：使用晶振
  - BYPASS：外部时钟源输入（方波/有源时钟），不用晶振
- 本例：RCC_HSE_ON，使用 8MHz 晶振。
HSEPredivValue（F1：DIV1 或 DIV2；部分“Connectivity line”器件支持更多分频）
- 常见：DIV1（8MHz 直入 PLL）、DIV2（把 8MHz 变 4MHz 再进 PLL）
- 场景：若外部源不适合直接倍频，可先预分频到合适范围
- 本例：DIV1，8MHz 直接进 PLL。
PLL.PLLState
- 可选：RCC_PLL_ON / RCC_PLL_OFF
- 场景：需要高主频就开；低功耗应用可关。
- 本例：开。
PLL.PLLSource
- 可选：RCC_PLLSOURCE_HSE 或 RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2（F1 的 HSI 只能 /2 后进 PLL）
- 场景：
  - 外部晶振精准 → 选 HSE
  - 板上没晶振 → 选 HSI/2（精度差一点）
- 本例：HSE。
PLL.PLLMUL
- 可选：RCC_PLL_MUL2 … RCC_PLL_MUL16（不同子系列支持范围略有差异）
- 输出：PLLCLK = PLLSource × PLLMUL（若用了 PREDIV，需先计算）
- 约束：SYSCLK 最大 72MHz；APB1 最大 36MHz
- 本例：RCC_PLL_MUL9，8MHz ×9 = 72MHz，跑满主频。

B. `RCC_ClkInitTypeDef`

ClockType
- 选择需要配置的域：RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | HCLK | PCLK1 | PCLK2。
- 本例：四个都配置。
SYSCLKSource
- 可选：RCC_SYSCLKSOURCE_HSI / HSE / PLLCLK
- 场景：
  - 刚上电默认 HSI
  - 要高频率/高精度，切到 PLL 或 HSE
- 本例：PLLCLK（HSE×PLL）。
AHBCLKDivider（HCLK）
- 可选：DIV1,2,4,8,...,512
- 约束：HCLK ≤ 72MHz
- 本例：DIV1，HCLK=72MHz。
APB1CLKDivider（PCLK1）
- 可选：DIV1,2,4,8,16
- 约束：PCLK1 ≤ 36MHz（定死的）
- 本例：DIV2 → 72/2=36MHz，刚好满频。
APB2CLKDivider（PCLK2）
- 可选：DIV1,2,4,8,16
- 约束：PCLK2 ≤ 72MHz
- 本例：DIV1 → 72MHz。
FLASH Latency
- 可选：FLASH_LATENCY_0（0WS）、_1（1WS）、_2（2WS）
- 规则（F1 常用经验）：
  - SYSCLK ≤ 24MHz → 0WS
  - 24–48MHz → 1WS
  - 48–72MHz → 2WS
- 本例：FLASH_LATENCY_2，保证 72MHz 取指安全。

常见可选组合与“什么时候该这么做”

省硬件/低成本：不用晶振

PLLSource = HSI/2，例如 HSI(8MHz)/2=4MHz，再 ×16=64MHz（或 ×14=56MHz）
优点：省晶振、不占引脚
缺点：精度差（通信波特率误差↑），频率不一定整好。单片机内部晶振不稳定
适合：对精度不敏感、对成本/尺寸苛刻的项目

USB 要 48MHz 时钟（F103 带 USB 的型号）

典型：HSE=8MHz → PLL×6=48MHz 给 USB
系统主频想 72MHz 时，需要选择既能给 USB 48MHz，又能让 SYSCLK 落在允许范围的组合（具体看子系列对 USB 分频器的支持）。你的 C8T6（不带 USB 外设）一般不需要考虑。

功耗优先/中低速运行

例如：HSE=8MHz → PLL×6=48MHz，并把 AHB/APB 适当再分频，或直接用 HSI=8MHz
配套把 FLASH_LATENCY 降低，提高能效。

外设定时器“翻倍”行为

注意：当 APB 分频器 ≠ 1 时，该 APB 上的 定时器时钟会自动 ×2（比如 APB1=36MHz，则 TIM2/3/4/5 的时钟为 72MHz）。
本例：APB1=HCLK/2=36MHz ⇒ TIM2/3/4/5 实际计数时钟 72MHz；APB2=1 ⇒ TIM1 时钟 72MHz。
这点在算 PWM/输入捕获/定时中断时一定要记牢，否则频率会算错一倍。

验证与辅助 API

SystemCoreClockUpdate() / HAL_RCC_GetSysClockFreq() / HAL_RCC_GetHCLKFreq() / HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / HAL_RCC_GetPCLK2Freq()
用来打印/校验你设置后的频率，辅助外设分频与波特率计算。
失败处理建议：把 while(1); 换成 Error_Handler()，在里头打断点或串口提示；也可以加个“超时检测 HSE 未起振”的自检。

易错点与经验贴士

APB1 不得超过 36MHz：所以当 HCLK=72MHz 时，APB1CLKDivider 必须 >= 2。
Flash 等待周期要匹配主频：72MHz 一定要 FLASH_LATENCY_2；否则各种诡异 HardFault。
先配振荡器，再切 SYSCLK：顺序别反。
HSI 进 PLL 是 /2 后再倍频（F1 专属特点）。
外设波特率计算以 PCLK 为基：USART 用 PCLKx，SPI/I2C 用 PCLKx，TIM 则注意 APB≠1 时 ×2。
HAL_Init() 在前：很多人把 RCC 配在 HAL_Init() 之前，影响 SysTick/时基；建议就按现在的顺序。
HSE 频率与板卡一致：若你的板是 12MHz 晶振，PLLMUL 要重算（如 ×6 得 72MHz），HSEPrediv 也可能需要调整。

标准库：

sys.h：

#ifndef __SYS_H__
#define __SYS_H__#include "stm32f10x.h"   /* SPL 头文件：包含 RCC/FLASH 等外设寄存器与 API 原型 *//*** @brief  配置系统时钟树到 72 MHz（HSE 8MHz → PLL×9）* @param  pllmul: PLL 倍频因子（SPL 的 RCC_PLLMul_x 枚举）*         常用值：*           RCC_PLLMul_6  -> 8MHz×6 = 48MHz*           RCC_PLLMul_9  -> 8MHz×9 = 72MHz（典型）*         注意：输入源在本函数中固定为 HSE/1；若需 HSE/2、HSI/2，请改 sys.c 中的 RCC_PLLConfig。*/
void stm32_clock_init(uint32_t pllmul);#endif

sys.c：

#include "sys.h"/*** @brief  将系统时钟配置为：HSE(8MHz) → PLL×(pllmul) → SYSCLK*         并设置 AHB/APB1/APB2 分频与 Flash 等待周期，使之适配 72MHz 运行* @param  pllmul: RCC_PLLMul_x（SPL 枚举），典型为 RCC_PLLMul_9（8MHz×9=72MHz）* @note   调用顺序建议：SystemInit()（启动文件里自动调用）→ main() 中先执行 stm32_clock_init() → 再初始化外设*         若 HSE 未起振或配置失败，本实现进入死循环（可替换为 Error_Handler）*/
void stm32_clock_init(uint32_t pllmul)
{ErrorStatus HSEStartUpStatus;/* --- 0) 复位 RCC 到缺省状态（等价于上电复位后的时钟设置） -------------------- */RCC_DeInit();  /* 清除 RCC 配置寄存器，关闭 PLL，选择 HSI 为系统时钟等 *//* --- 1) 使能外部高速时钟 HSE，并等待其稳定 ------------------------------------ */RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                 /* 打开 HSE 晶振（8MHz，若是外部有源时钟用 RCC_HSE_Bypass） */HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();/* 轮询 HSERDY 标志，等待 HSE 起振稳定 */if (HSEStartUpStatus == SUCCESS){/* --- 2) Flash 预取与等待周期 ------------------------------------------------ */FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); /* 开启指令预取，提高取指效率 *//** F1 经验规则：*   SYSCLK ≤ 24MHz  -> FLASH_Latency_0*   24~48MHz        -> FLASH_Latency_1*   48~72MHz        -> FLASH_Latency_2* 我们目标 72MHz，因此设置 2 个等待周期。*/FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);/* --- 3) 设置各总线分频 ------------------------------------------------------ *//** AHB(HCLK) = SYSCLK / 1 = 72MHz* 注意：AHB 最大 72MHz*/RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);/** APB2(PCLK2) = HCLK / 1 = 72MHz* APB2 最大 72MHz，常用为 72MHz，驱动 GPIO/ADC/TIM1/USART1 等*/RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);/** APB1(PCLK1) = HCLK / 2 = 36MHz* 非常重要：APB1 最大只能 36MHz（TIM2/3/4/5、USART2/3、I2C/SPI2 等位于 APB1）*/RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);/** 可选：配置 ADC 时钟（位于 APB2），比如 72MHz / 6 = 12MHz（≤14MHz）* 若暂不启用 ADC，可以省略；此处给出常见写法：*/// RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);/* --- 4) 配置 PLL 输入源与倍频 ----------------------------------------------- *//** 本例选择：PLL 源 = HSE/1（RCC_PLLSource_HSE_Div1）*           倍频 = pllmul（RCC_PLLMul_x），常见为 x9 -> 72MHz** 若你的板子是 8MHz HSE，且希望 72MHz：RCC_PLLMul_9* 若你的板子是 12MHz HSE，要 72MHz，常用：HSE/1 ×6（RCC_PLLMul_6）* 若想用 HSI：改为 RCC_PLLSource_HSI_Div2（HSI 8MHz/2=4MHz 再倍频）*/RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, pllmul);/* --- 5) 使能 PLL 并等待锁定 ------------------------------------------------- */RCC_PLLCmd(ENABLE);                     /* 打开 PLL */while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){/* 等待 PLL 锁定，就绪后才能切换系统时钟源到 PLL */}/* --- 6) 选择 PLL 作为系统时钟源 --------------------------------------------- */RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/* 等待切换完成：读取并确认 SYSCLK 源为 PLL */while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)   /* 0x08 == RCC_CFGR_SWS_PLL */{/* 等待系统时钟源切换到 PLL */}/* --- 7) （可选）更新 SystemCoreClock 变量 ----------------------------------- *//** 如果你的工程使用 CMSIS 的 SystemCoreClock 全局变量，并需要依赖它做延时/波特率计算，* 请在此调用 SystemCoreClockUpdate()（或手动赋值 72MHz）。*/SystemCoreClockUpdate();}else{/* HSE 起振失败：可能晶振焊接/电容不当/参数错误/外部时钟不稳等 */while (1){/* TODO: 放置错误指示（如点灯/串口打印），便于排查 */}}
}

main.c：

#include "sys.h"int main(void)
{/* 对于 SPL 工程，SystemInit() 一般在启动文件（startup_xxx.s）复位后自动调用，里面会把时钟先配置到缺省状态（HSI）。我们在这里再切换到目标时钟。 */stm32_clock_init(RCC_PLLMul_9);  /* HSE=8MHz → PLL×9 = 72MHzAHB=72MHz, APB1=36MHz, APB2=72MHz, Flash Latency=2 *//* 之后再去初始化 GPIO、USART、SPI、TIM 等具体外设时钟和功能 */while (1){/* 用户主循环 */}
}

说明与可选项

HSE 源的三种形态

RCC_HSE_ON：外部无源晶振（常见 8 MHz）
RCC_HSE_Bypass：外部有源时钟模块/方波输入（不用晶振本体）
RCC_HSE_OFF：关闭 HSE（低功耗或仅用 HSI 场景）

PLL 输入源的选择

RCC_PLLSource_HSE_Div1：HSE 直接进 PLL
RCC_PLLSource_HSE_Div2：HSE/2 进 PLL（早期/特殊板可能需要）
RCC_PLLSource_HSI_Div2：HSI/2 进 PLL（省晶振但精度差）

常用倍频举例（基于 HSE=8 MHz）

48 MHz：RCC_PLLMul_6（USB 常用 48 MHz 基准，但 F103C8 本体无 USB 设备控制器）
56 MHz：RCC_PLLMul_7
72 MHz：RCC_PLLMul_9（满频、最常用）

APB 定时器“×2”规则
当 APBx 分频器 ≠ 1 时，该总线上的 定时器时钟 = PCLKx × 2。

本配置：APB1=HCLK/2=36 MHz ⇒ TIM2/3/4/5 实际计数时钟 72 MHz
APB2=HCLK/1=72 MHz ⇒ TIM1 计数时钟 72 MHz
做 PWM、输入捕获、定时中断频率计算务必考虑这条规则。

Flash 等待周期

≤24 MHz：Latency 0
24~48 MHz：Latency 1
48~72 MHz：Latency 2
72 MHz 必须设 FLASH_Latency_2，否则易 HardFault 或运行不稳。

若你的板是 12 MHz 晶振
把 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_6); → SYSCLK=72 MHz。
或 12 MHz/2 × 12（Connectivity Line 支持更细分频/倍频配置，普通 F103C8 无 CFGR2 多预分频选项）。