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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?

7 r( n' ]2 l( `. V2 @! T1 s9 a
) Q3 ~8 M- d1 e/ |& y3 k
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。

3 y" G  `8 r3 ]+ Z; E

对于STM8,或者STM32来说,MCU的主频由硬件(晶振)和软件编程决定。


; M7 \% W  B# E: ^; a6 y

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)。

9 x) o$ J9 g9 D

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。

" R' D( B+ l- x) I* Q9 I% v

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。

3 @& g. U0 ?- q. P9 Q0 g

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。
. g, k, U( n4 P% H# z; r8 R
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


  t" W, G$ o; z! r: x" m

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。
    " l5 T5 ]. g2 R/ X

  • 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)。
    0 {6 ]6 J# e7 K- ~, Q/ N


    % k4 L2 w: i5 r


, H5 _; [2 Q  ~9 ^' E

STM8主频可以大于16M吗? 这个问题是之前有朋友问过的问题。

  y# x5 ]6 n5 V

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。


) n# t! G, f/ u. @. Z% `

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。


" x4 y( z9 n" G

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.

1 z# ^& |  L2 l6 U' x% ~7 H6 l+ x
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)

, e* y* b: C/ v4 I$ k

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。

% L- ]6 q- R6 `% p

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。


# R5 A% }5 X1 l2 a

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。


9 Y$ \/ [" `% C; e' e% ~8 H

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。

+ z; r6 u: G7 s3 U/ G& z

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。8 z, d3 b( X6 v7 _

1 z7 [7 t6 F1 i+ U

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)。


' i2 J$ X8 J0 k8 ~" O  [9 J

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。


# ~0 p: d7 m  x2 R- U

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

6 o. J8 `( H/ b' l- d

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。) g- \+ |6 N; f( f5 s

# H+ O" q# |3 [: g1 W8 `

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。


" K$ X% ]1 h* q+ e2 r# C3 X

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。

# h  O0 @9 ?: ^7 h4 j

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)。

& \+ |! a2 c( Q9 S3 \0 q
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。

2 Z4 M# E8 F: g0 Y. J6 k& Y

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)。

2 H+ b+ R+ N4 p/ O+ N6 R

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。

( w7 g  v. G/ A! Z  U
赞 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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