stm32f103c8hal库串口 系统时钟应该怎么配置

在使用 STM32F103C8 微控制器进行串口通信时，系统时钟的配置至关重要。串口通信依赖于系统主频以及外设时钟（如 APB2 或 APB1）的设置，这些时钟决定了串口的波特率精度和通信稳定性。 ### 1. 系统时钟配置的基本流程 STM32F103C8 的系统时钟（SYSCLK）通常来源于内部高速时钟（HSI）、外部高速时钟（HSE）或 PLL 输出。为了获得更高的精度和稳定性，推荐使用外部晶振（HSE）作为系统时钟源。 配置系统时钟的主要步骤包括： - 启用 HSE（外部晶振） - 配置 PLL 倍频系数 - 设置 AHB、APB1 和 APB2 的分频系数 - 选择系统时钟源为 PLL 输出 在 STM32CubeMX 中，可以通过图形界面直观地设置这些参数，并生成初始化代码。以下是一个典型的系统时钟配置示例，假设使用 8 MHz 外部晶振，目标系统时钟为 72 MHz： ```c void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; // 初始化 HSE 振荡器 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; // 8MHz * 9 = 72MHz HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); // 初始化 CPU、AHB 和 APB 总线时钟 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2); } ``` ### 2. 串口通信与时钟配置的关系 USART 模块的波特率计算依赖于其所在总线（通常是 APB2 或 APB1）的时钟频率。例如，在 STM32F103C8 中，USART1 通常挂载在 APB2 上，其默认波特率计算公式为： ``` BaudRate = f_APB2 / (16 * USARTDIV) ``` 其中 `USARTDIV` 是由寄存器 `USART_BRR` 控制的分频系数。因此，APB2 的频率越高，波特率的精度越高，通信越稳定。 在上述配置中，系统时钟为 72 MHz，APB2 为 72 MHz（不分频），APB1 为 36 MHz（二分频）。这样配置后，USART1 的波特率可以精确控制，适用于大多数串口通信场景。 ### 3. STM32CubeMX 配置建议 在 STM32CubeMX 中配置系统时钟时，应注意以下几点： - **HSE 时钟源选择**：建议选择“Crystal/Ceramic Resonator”以获得更高精度。 - **PLL 设置**：确保 PLL 输出频率不超过 72 MHz（STM32F103C8 的最大频率限制）。 - **APB1 分频**：由于低速外设（如定时器）挂载在 APB1 上，建议设置为 36 MHz（即 72 MHz / 2）。 - **APB2 分频**：高速外设（如 USART1）挂载在 APB2 上，建议保持 72 MHz 不分频。 ### 4. 验证时钟配置是否生效 可以通过以下方式验证系统时钟是否配置正确： - 使用 `HAL_RCC_GetSysClockFreq()` 获取当前系统时钟频率。 - 在串口通信中观察波特率是否稳定，例如使用串口助手工具检查是否有乱码或丢包。 ```c uint32_t sysclk = HAL_RCC_GetSysClockFreq(); printf("System Clock Frequency: %lu Hz\n", sysclk); ``` ### 5. 注意事项 - 确保外部晶振频率与电路板上实际使用的晶振一致（通常为 8 MHz）。 - 如果使用内部时钟（HSI），波特率精度可能会受到影响，导致通信不稳定。 - 在低功耗模式下，系统时钟可能会切换为其他源，需注意时钟切换逻辑。 ---