【STM32】串口通信乱码（认识系统时钟来源）

使用 stm32f407 与电脑主机进行串口通信时，串口助手打印乱码，主要从以下方面进行排查：

• 检查传输协议设置是否一致（波特率、数据位、停止位、校验位）
• 检查MCU外部晶振频率是否和库函数设置的一致

最终发现是外部晶振频率和库函数不一致的问题。

一、时钟分析

1、认识时钟源

我们要检查的是 APB2总线的时钟源是否设置正常，因为我们当前使用的串口 USART1 与 APB2 总线（高速总线）相连，从下图看，时钟源有三个：

• HSI：高速内部时钟，RC振荡器，频率为16MHz
• HSE：高速外部时钟，接外部时钟源，频率范围为4MHz~26MHz
• PLL：锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为 HSI/M、HSE/M（本质还是 由HSE或HSI控制）

就结果而言，选择的时钟源是 PLLCLK。（若想了解，可以参考最后一部分）

2、计算系统时钟

现在已经知道了选择的是 PLLCLK 作为时钟源，那么我们就可以顺着这条路线计算系统时钟的值。正点原子 stm32f407 的外设时钟频率 HSE = 8 M

① 输入 HSE

② 经过 M 分频，得到的结果为 HSE / M = 8 / M

③ ④ ⑤ ⑥ 经过 N 倍频，VCO的输出为 (HSE / M ) * N

⑦ 再次 P 分频就得到 SYSCLK = (HSE / M ) * N / P

二、解决外部晶振频率和库函数不一致的问题

从上面可知，选择的系统时钟频率  SYSCLK = (HSE / M ) * N / P，配置文件预期的 SYSCLK = 144MHz，其余参数也都指定了

实际上 HSE 需要视开发板具体情况而定，stm32f4 的 HSE 为 8 MHz，然而配置文件中配置的频率是 25 M，为了不影响原本的SYSCLK，我们需要修改 HSE 和 PLL_M。

• HSE = 8 M = 8000000
• PLL_M = (HSE / SYSCLK ) * N / P = 8

1、修改 HSE

HSE 在程序中的体现为宏定义 HSE_VALUE ，该宏定义在 stm32f4xx.h 文件中

这里有两种修改方法，可任选一种修改

2、修改 PLL_M

分频数 M 在程序中的体现是宏定义 PLL_M，该宏定义在 system_stm32f4xx.c 文件中

 

三、为什么可以确定时钟源为 PLLCLK 而不是 HSE

stm32 在启动的时候就会调用 SystemInit 函数，这个函数就包含了初始化外设的时钟源。这个函数定义在 system_stm32f4xx.c 中。我们直接找到 SetSysClock 函数，这之前的都是将控制寄存器位清零的操作。

我们进入到 SetSysClock 函数，首先是HSE使能，等待时钟准备就绪。刚上电的时候 HSE 晶振不稳定，需要等待 6 个晶振时钟周期。

PLL 使能，等待时钟准备就绪。一开始 PLL 处于被锁定状态，这里需要等待 PLL 解锁。

一切准备就绪，然后将 PLL 设为系统时钟。 

 

参考文章：

在串口通信实验中出现通信乱码怎么办-电子发烧友网 (elecfans.com)