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目录
[二、时钟系统核心原理（从 "树" 的视角理解）](#二、时钟系统核心原理（从 “树” 的视角理解）)
[3.1、CubeMX 完整配置步骤](#3.1、CubeMX 完整配置步骤)
[3.1.2、选择SYS 外设的核心配置及设置引脚模式](#3.1.2、选择SYS 外设的核心配置及设置引脚模式)
[3.1.3打开Clock Configuration](#3.1.3打开Clock Configuration)
前言
STM32 的时钟系统是整个单片机的 "心脏"，决定了代码执行速度、外设工作频率。本次博客从时钟树原理入手，结合 CubeMX 配置 + Keil 实战，手把手教你从默认 8MHz 配置到 72MHz 最大频率，并通过板载 LED 闪烁直观感受时钟频率差异。
一、单片机系统结构
单片机的系统可以与电脑类比，甚至可以说是一一对应。
核心由 3 条总线串联所有外设，而所有外设都需要时钟信号驱动：
AHB 总线：高速总线，驱动内核、DMA、SRAM 等核心模块；
APB1 总线：低速总线，驱动串口、I2C、定时器（低速）等；
APB2 总线：高速总线，驱动 GPIO、ADC、定时器（高速）等。
数字电路可以分为两类：
下图可以看到，单片机内部有许许多多模块（红框），每个模块都包含记忆性的元件，它们都属于时序组合电路，所以单片机需要给每一个模块提供时钟信号：
二、时钟系统核心原理（从 "树" 的视角理解）
2.1、整体情况（两棵树）
STM32 的时钟系统可以类比成一棵 "大树"，所有外设和内核的时钟都从这棵树分配而来。
左边的时钟树为绝大部分模块提供时钟，右边的只为RTC和IWDG模块提供时钟
树根：时钟源（HSI/HSE/PLL）树干：系统时钟 SYSCLK → AHB 总线时钟 HCLK
树枝：APB1/APB2 外设总线时钟
树叶：挂载在总线上的各个外设（GPIO、定时器、串口等）
2.2树根（时钟源）
在我们的stm32最小系统板上，LSE和HSE就是指芯片外接的两颗晶振，如下图所示：
2.3、树干
| 目标 SYSCLK | 方案 | 公式 | 优势 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 8MHz | 低成本 | SYSCLK = HSI |
无外部晶振、电路简单 | 低成本、低精度要求项目 |
| 8MHz | 高精度 | SYSCLK = HSE |
时钟稳定、精度高 | 通信、同步类外设 |
| 8MHz | 锁相环学习 | SYSCLK = HSE/2 * 2 |
熟悉 PLL 配置流程 | 学习、调试 PLL 驱动 |
| 12MHz | 低成本 + PLL | SYSCLK = HSI/2 * 3 |
成本低 + 灵活频率 | 中等性能需求的低成本项目 |
| 12MHz | 高精度 + PLL | SYSCLK = HSE/2 * 3 |
高精度 + 灵活频率 | 工业控制、高精度采集 |
| 72MHz | 最高性能 | SYSCLK = HSE * 9 |
最大化 MCU 性能 | 高速运算、复杂业务场景 |
2.4、树枝和树叶
树枝就是指AHB、APB1、APB2三根总线，而树叶就是总线上的各个模块。
三、时钟配置实验
8MHZ时的时钟频率，让led闪烁
3.1、CubeMX 完整配置步骤
CubeMX新建项目------选型号------选调试接口------再点开clock configuration
1.打开STM32CubeMX,新建工程，选择芯片
2.设置芯片的调试接口（如果忘记这个步骤，芯片的调试接口将被锁死，程序烧录不进去）
3.1.1、创建新工程及选择芯片型号
首先点击File --->点击New project
选中STM32F103C8T6,再点击start project
3.1.2、选择SYS 外设的核心配置及设置引脚模式
在SYS Mode and Configuration栏中，按如下配置：
调试模式（Debug）：选定了Serial Wire（SW 模式）。
这是 STM32 最常用的调试接口模式，仅需占用SWDIO和SWCLK两个引脚。
时基源（Timebase Source）：选定了SysTick。
这表示将系统滴答定时器作为 HAL 库的时基来源，用于实现HAL_Delay()等延时函数，是 STM32 工程的标准配置。
并在右侧芯片图中点击PC13设置为GPIO_Output"
PA9引脚设置为GPIO_input"
3.1.3打开Clock Configuration
可以看到这就是上一小节说的两棵时钟树
还有一些目前没有用到的模块，以后再学，如下图所示：
其中，有一个极其特殊的树叶，那就是Cortex-M3内核，因为我们所写的所有代码都是由其执行的
这里HCLK的频率就决定着代码的执行速度。
注意stm32cubemax默认的Cortex-M3时钟频率为8MHZ
原理如下：
默认情况下SYSCLK为8MHZ，AHB的分频器默认情况是/1。所以此时HCLK频率（Cortex-M3频率）就为8MHZ。
这里我们就试一试8MHZ时的时钟频率，让led闪烁。
3.1.4、pc13引脚参数设置
点击GPIO选中对应的引脚，即可设置参数，设置为开漏模式，初值为高电平，这样led默认为熄灭。
3.1.5项目管理与生成
给项目取名、设置位置、选择开发的工具链，再点击GENERATE CODE生成
3.2、代码编写
本次实验原理如下：
在keil中补齐代码：
在while写如下代码：
uint32_t i;
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
for(i = 0; i < 1000000; i++){}
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
for(i = 0; i < 1000000; i++){}
为了更准确，可以把修改级别优化选项，改成level 0
| 优化等级 | 编译速度 | 代码体积 | 执行速度 | 调试友好度 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
-O0（无优化） |
最快 | 最大 | 最慢 | 最好（调试时变量 / 行号完整） | 开发调试阶段 |
-O1（轻度优化） |
较快 | 较小 | 较快 | 较好 | 初步优化、验证功能 |
-O2（中度优化） |
中等 | 更小 | 更快 | 一般 | 正式发布前测试 |
-O3（高度优化） |
最慢 | 最小 | 最快 | 差（变量可能被优化掉，断点可能失效） | 最终量产版本 |
烧录完发现板载LED每秒钟1次，比想象中稍快一点，因为单片机内核指令流水线的存在让代码执行的速度稍快。
总结
本次博客从时钟树原理出发，完成了 STM32F103 8MHz 时钟配置与 LED 闪烁实战。