怎么理解锁相环主时钟（PLL）怎么做到对时钟进行倍频？

⑤ 锁相环主时钟（PLL）

  STM32F4xx具有两个PPL时钟，PLL 的主要作用是对时钟进行倍频，然后把时钟输出到各个功能部件。 PLL 有两个，一个是主 PLL，另外一个是专用的 PLLI2S，他们均由 HSE 或者 HSI 提供时钟输入信号。

我用更通俗的方式给你解释一下 PLL 是怎么给时钟 "加速" 的：

想象你在玩一个 "模仿游戏"：

• 你（VCO）负责拍手，一开始节奏随便
• 你的朋友（参考时钟）有一个固定节奏的拍手（比如每秒 2 下）
• 另一个朋友（分频器）会把你拍的手数 "除以 N" 再告诉你
• 裁判（相位比较器）会对比你朋友的节奏和经过除法后的你的节奏

游戏规则：

1. 如果你的节奏太慢，经过除法后比朋友的慢，裁判就喊 "快点"
2. 如果你的节奏太快，经过除法后比朋友的快，裁判就喊 "慢点"
3. 直到你拍的节奏除以 N 后，正好等于朋友的节奏（比如你每秒拍 4 下，N=2，4/2=2）

这时候你的节奏就是朋友的 N 倍（4=2×2），这就是 PLL 的倍频原理！

简单说，PLL 就像一个 "自动调速器"：

• 通过不断比较和调整
• 让输出节奏（频率）稳定在输入节奏的 N 倍
• N 是可以设置的（比如 2 倍、5 倍、10 倍）

这样一来，我们就能用一个低频时钟信号，通过 PLL 得到稳定的高频时钟信号了。

咱们用更具体的例子一步步说清楚 PLL 是怎么实现倍频的，就拿 "把 10MHz 的时钟变成 50MHz" 来说（也就是 5 倍频）：

第一步：准备三个核心 "工具"

1. VCO（压控振荡器）：相当于一个 "可调速的马达"，给它的电压越高，转得越快（输出频率越高）。
2. 分频器：相当于一个 "计数器"，设定为 "5 分频"—— 每收到 5 个 VCO 的信号，才输出 1 个信号。
3. 相位比较器：相当于一个 "检测器"，能同时看两个信号：
   • 输入的原始时钟（10MHz）
   • 分频器送回来的信号

第二步：开始 "调速" 过程

假设一开始 VCO 输出的是 30MHz（还没到目标 50MHz）：

1. 分频器对 30MHz 进行 5 分频，得到 30÷5=6MHz，送回给相位比较器。
2. 相位比较器发现：送回的 6MHz 比 原始的 10MHz 慢（节奏跟不上）。
3. 于是它输出一个 "升压信号"，给 VCO 的电压升高一点。
4. VCO 电压升高后，输出频率变快，比如升到 40MHz。

第三步：继续调整直到稳定

1. 40MHz 经过 5 分频，得到 8MHz，还是比 10MHz 慢。
2. 相位比较器继续 "升压"，VCO 输出升到 50MHz。
3. 50MHz 经过 5 分频，正好是 10MHz，和原始时钟节奏完全一致。
4. 这时候相位比较器觉得 "没问题了"，不再调整电压，VCO 就稳定输出 50MHz。

关键：为什么能稳定在 5 倍？

因为分频器设定了 "5"，所以只有当 VCO 输出是原始时钟的 5 倍时，分频后的信号才能和原始时钟 "对齐"。就像拼图一样，只有这一种情况能严丝合缝，PLL 会自动找到这个状态并保持住。

只要改变分频器的数值（比如改成 3），就能得到原始时钟 3 倍的输出，这就是 PLL 能灵活实现倍频的原因。