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STM8、STM32可以超频吗?

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?

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。

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

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)。

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。

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。

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。

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:

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。

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)。

STM8主频可以大于16M吗? 这个问题是之前有朋友问过的问题。

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。

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。

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.

STM32主频时钟同样也是由硬件(晶振)和软件编程决定。

(STM32F1时钟树)

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。

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。

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。

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。

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。

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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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)。

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。

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)。

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。

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