為了提高系統性能，同時降低功耗，MCU通常提供四種時鐘：

高速外部時鐘(HSE)：由外接高頻晶振產生。

低速外部時鐘(LSE)：由外接低頻晶振產生，一般為32.768kHz，用于驅動實時時鐘 (RTCCLK)。

高速內部時鐘(HSI)：由內部高頻RC電路產生。

低速內部時鐘(LSI)：由內部低頻RC電路產生，一般為32kHz，用于驅動獨立看門狗。

圖1. 晶振為MCU提供精準外部時鐘

這樣配置的好處是，如果采用單一時鐘，頻率高的話可能會導致性能過剩和功耗過高，頻率高則導致性能不足，滿足不了要求。多個時鐘的話可以平衡功耗和性能之間的平衡。

特此說明一下，系統復位后，默認初始化的是高速內部時鐘(HSI)來提供sysclock，一般為16MHz。為了提示系統性能，我們需要使能外部時鐘晶振，如24MHz、32MHz等。

如果使用外部HSE的話，一般有兩種模式：

(1)外部晶體/陶瓷諧振器(HSE晶體)模式

這種模式用得比較常見，HSE晶體可以為系統提供較為精確的時鐘源。在時鐘控制寄存器RCC_CR中的HSERDY位用來指示高速外部振蕩器是否穩定。在啟動時，直到這一位被硬件置’1’，時鐘才被釋放出來。HSE晶體可以通過設置時鐘控制寄存器里RCC_CR中的HSEON位被啟動和關閉。

圖2. STM32F4系列MCU時鐘模式

該時鐘源是由外部無源晶體與MCU內部時鐘驅動電路共同配合形成，有一定的啟動時間，精度也較高，但是一定要正確使用。

(2)外部時鐘源(HSE)旁路模式

所謂HSE旁路模式，是指使用外部晶振時，無需芯片內部時鐘驅動組件來輔助，直接從外界導入時鐘信號，好像芯片內部的RC振蕩器功能被旁路了。

該模式下必須提供外部時鐘，外部時鐘信號必須連到SOC_IN引腳，此時OSC_OUT引腳對外呈高阻態。不過，使用這個旁路模式的情形不像使用外部晶體模式那么多。

(3)晶振選擇案例

以STM32F4系列MCU為例，旁路模式除了配置HSEON還得配置HSEBYP位。這里需要注意的是一定要選擇無源晶振，即石英晶體諧振器(XTAL)作為時鐘源。

首先，為了減少時鐘輸出的失真和縮短啟動穩定時間，晶體/陶瓷諧振器和負載電容必須盡可能地靠近振蕩器引腳，負載電容值必須根據所選擇的晶體來具體調整等細節問題。至于選擇陶瓷晶體和石英晶體，這取決于應用電路對頻率精度和溫度穩定性的要求。一般而言，石英晶體比陶瓷晶體的精度要高的多，頻率溫度穩定性也要好很多。

其次，如果選擇了有源晶振(XO、TCXO等)，用戶就無法選擇工作模式!由于有源晶振本身就是個完整的振蕩器件，其時鐘輸出不依賴于外部器件振蕩電路，只需要供給適當的電源就能輸出時鐘，無須額外的振蕩驅動匹配電路。這時，我們只能將其配置為HSE旁路模式，而不是HSE晶體模式。

另外，有源晶振價格比無源貴很多，選錯了不但浪費錢財，還限制了MCU工作模式和用戶發揮空間，需要大家引起注意。

審核編輯：湯梓紅