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STM32F103默认最高主频为72M,可以超频吗?

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gaosmile 发布时间:2020-4-30 17:54

    开篇问大家一个问题:STM32F103默认最高主频为72M,那么,其主频可以达到80M吗?  假如达到80M,程序能正常运行吗?

: o4 v$ A7 X7 ?/ T& d
7 ^4 Y1 `9 l& K7 U( Y5 D# ?  D# Z
1关于MCU主频

首先,还是简单介绍一下MCU主频。一般我们讲的电脑CPU主频,对于MCU来说,其实道理一样,都是指的CPU内核工作的时钟频率


' Q3 i0 o3 e0 J2 N2 H; p* i0 R

对于STM8,或者STM32来说,MCU的主频由硬件(晶振)和软件编程决定

$ I7 G. K* ~% W( a0 L6 z+ r

在STM32中,MCU主频一般是通过倍频来实现的。比如72M,等于8M时钟,9倍频(8 x 9 = 72)。

% j3 X7 ?, [* ^

在STM8、32中,我们说的主频时钟和外设时钟,其实是两种不同时钟。


) [- u; f2 m' l

查看MCU「参考手册」STM8的CLK时钟控制章节,STM32的RCC复位和时钟控制章节的时钟树一目了然。


; e/ U0 @" y7 C# U! _! `

2
STM8主频时钟
在STM8「参考手册」Clock control(CLK)时钟控制章节,详细描述了STM8时钟相关的内容。

/ M# h, g8 K# f( `* a7 ~4 M
从时钟树可以清晰看的出STM8时钟大概有哪些内容。比如STM8S的时钟树:
微信图片_20200430175211.jpg


- e) i3 z7 F) j9 p. F

从时钟树可以看的出,可以得出一些重要信息,如:

  • 内部高速晶振HSI默认16M,外部晶振可选择1 - 24M。& @; i3 o9 Z# ^8 E. i

  • STM8主频只能分频,不能倍频

  • 外设时钟是由主频时钟而来,可单独开启。

  • 时钟频率可选择多种方式输出(CCO)。
    7 F5 U9 i! y3 Y. k: [% O


    ) Q3 K" c8 D/ v% Y/ C& g

3 Q* n) }  n6 l6 X% b- ?: O, J% r

STM8主频可以大于16M吗? 这个问题是之前有朋友问过的问题。

- p( r7 b4 [0 Y4 F/ A

当然,答案肯定是可以。为了提高MCU效率,很多人就是将主频进行提高来达到目的。


9 g5 ~# W, Q3 x# b7 T3 f9 \

但是,这里需要注意一个问题:当超过16M主频时钟时,Flash /data EEPROM访问必须配置为1等待状态

: l( v/ q5 d  t% G1 z

这个在STM8「参考手册」中有明确说明:

For clock frequencies above 16 MHz, Flash /data EEPROM access must be configured for 1 wait state. This is enabled by the device option byte. Refer to the datasheet option bytesection.

5 |* X+ P1 H* V
3
STM32主频时钟
STM32主频时钟同样也是由硬件(晶振)和软件编程决定。
微信图片_20200430175214.jpg
(STM32F1时钟树)


* o5 ]1 {3 [7 f- D, Z3 R" c, A3 [

STM32的时钟可以上面时钟树看得出来,相对STM8要复杂的多。以上还只是STM32F1的,像F4,F7的还更复杂。


6 M# b3 P: v3 E2 ]5 q; _' K

从时钟树可以看得出,STM32外部晶振频率是一个范围值,一般硬件就要求在这个范围以内。

( J9 _; i0 S3 p# O: R

STM32一个显著的特点就是增加了倍频这个功能。如果没有倍频功能,我们使用的72M、168M这么高的频率,就需要直接使用上百兆的晶振。

# b9 |8 E* O8 x* F8 h2 a6 ?; ]$ V

这么能实现吗? 原理上来说,可以实现。但对MCU来说是一个不小的考验。具体原因可能就要问相关的资深工程师了。


0 K1 h4 K, s" Q5 c

1.STM32倍频

STM32的倍频可通过配置对应寄存器(也就是编程)来实现。但一般不建议自己直接通过配置寄存器来实现,参考官网提供例程代码即可。
, ^& U( P. a1 @8 ~. Q, c( B

# x* I( b) N8 v1 V. n/ a

标准外设库例程:在执行main函数之前,系统就会调用SystemInit函数进行初始化系统时钟(含主频)。


* R& Y5 r# y: [, ~1 \; G+ k0 E

如果外部晶振和例程不一样,修改对应的几个参数即可。比如倍频值,HSI值等。这个阅读一下代码就能明白。

$ b+ \, u+ h2 A5 s. D

HAL库:可通过STM32CubeMX工具直接配置时钟,简单方便,时钟树勾选一目了然。

微信图片_20200430175217.jpg

+ [! z0 z! `% H$ m

2.主频能超过最大值吗?

如开篇所说,STM32F1主频能超过最大的72M吗?答案是可以的。; U8 `9 e2 x! V4 p  E5 c


3 z" Z0 O% H& [( e

但是,超过最大主频,有可能存在潜在的风险。比如:时序紊乱,程序跑飞等。

+ y9 m' a* L  t

超频工作需要考虑实际情况和环境因素。比如干扰特别大的环境,一般不建议超频。


3 x/ o1 Y) W! M  ?

我是亲自经历过的,之前公司产品为了提高效率,将主频超过一定值,还是能正常运行,而且投产了的。但是,应用环境相对比较好,而且产品有电源控制(接断电复位)。

9 \: E9 I( ^: O& R0 k
3.超频死机

如果MCU主频超过太多,就会导致程序跑飞,出现死机现象,只能通过工具重新固件。

# A( a  P) X/ X9 O/ ]) U

这个时候直接下载,可能会出现错误,则可借助复位引脚来实现重新下载固件(按住复位引脚,点击下载,释放按键)。


+ x2 z1 H! f! \0 A* q# `

说了这些,主要想强调,只要没有特殊要求,建议参考官网硬件和软件。


" E+ {3 r3 o7 p) b/ o
收藏 评论1 发布时间:2020-4-30 17:54

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1个回答
zuoanhuafeng 回答时间:2020-5-1 19:41:57
可以

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