STM32單片機如何超頻工作超大約多少還能正常工作

根據(jù)微軟學術的定義，所謂超頻(OVERCLOCKING)就是強制將計算機或硬件運行于廠商指定的時鐘頻率之上，以達到更高的性能。通俗的來說，就是榨干硬件的最后一絲潛力。

事實上，不止是電腦可以超頻，MCU當然也可以超頻，工作原理類似。

然而說到MCU的超頻，自然會有潑冷水的諸君，也有口水唾沫若干，原因當然是穩(wěn)定性第一。不過任何事物一體兩面，有利有弊。本文并非鼓勵大家超頻，只是把細節(jié)呈現(xiàn)給各位，如人飲水，冷暖自知，作到心中有數(shù)即可。準備工作硬件

本次測試準備使用NUCLEO-L073RZ評估板作為硬件平臺，如果是其它STM32評估板，請適當調整相關參數(shù)。

圖1：NUCLEO-L073RZ

NUCLEO-L073RZ基本指標如下基于CORTEX-M0+，32MHZ192KB/20KB的FLASH/SRAM組合板載STLINK/V2-1

可選其它硬件包括邏輯分析儀及示波器，用來更好的測試實驗結果。

圖2：DSLOGIC邏輯分析儀

DSLOGIC邏輯分析儀，用來檢測PWM信號輸出。

圖3：DSCOPE數(shù)字示波器

DSCOPE數(shù)字示波器，用來檢測MCO輸出頻率。注：使用任何一款STM32評估板都可以體驗本文的冒險之旅，不過要修改相應的硬件設置。本文提供配套的工程文件，助您再現(xiàn)測試場景。設計玩過PC機超頻的朋友都知道，超頻是非常EASY的事情。要么改FSB，要么改倍頻系數(shù)，反正就是那幾個值的組合。然后，然后就超頻了。當然還有其它情況，比如CPU被玩壞了!

STM32系列MCU都有自己的時鐘樹，通過調整時鐘樹的一些基本參數(shù)，就可以設定內部相關設備特別是MCU的工作頻率。

STM32系列都有一個標稱的最大工作頻率，像NUCLEO-L073RZ的產品說明上就標注了該MCU的最大工作頻率為32MHZ。超過了這個值會發(fā)生什么情況呢?ST沒說，你們自己看著辦!

當然不要忘記還有個FLASH，頻率提高了，F(xiàn)LASH的等待狀態(tài)也要相應變化。打開L073的參考手冊，會發(fā)現(xiàn)

測試說了一堆的閑話，終于要測試了。為了節(jié)省篇幅，就不長篇大論原始代碼了。如果你有興趣，請向本文作者索取完整工程代碼文件(含已配置好COREMARK移植的相關代碼)。

32MHZ頻率運行

這是官方允許的最大頻率值，在這種情況下，肯定一切都是正常的。下面是終端輸出結果

注意編譯優(yōu)化標志(下文同)。在這里優(yōu)化等級為3，也就是最高優(yōu)化，同時指定為運行時間做優(yōu)化，在終端輸出的信息里均包含了這一標志。

PWM輸出波形(占空比分別為10%和30%，頻率為1KHZ)

在允許的范圍內，反復測試COREMARK的代碼片段，會發(fā)現(xiàn)MCU內部溫度略有升高，但是升高的幅度并不明顯。如圖是測試一段時間后的MCU內部溫度圖。

因為STM32也許根本就沒有想過你要超頻，它的時鐘配置相對固定，沒有微調參數(shù)可供選擇。

啊，在PC上超頻的良好感覺都哪去了?通過查閱參考手冊，有如下信息

配置及運行結果

看到波形依舊漂亮!

不過在48MHZ的頻率下，MCO輸出嚴重變形，已不具參考價值。為了驗證，看一張硬件仿真得到的工作頻率值。

更進一步

為了更進一步測試，打破PLLVCO指定的96MHZ的限制。將PLLMUL的值指定為16,這樣在理論上SYSCLK的值會達到64MHZ!這樣的話系統(tǒng)還能跑起來么?

實驗的結果是：終于熄火了!

結論寫到這里，我自己也覺得有點雞肋!和傳統(tǒng)的PC超頻相比，STM32系列MCU提供的頻率配置參數(shù)相對有限，特別是沒有提供微調相關的參數(shù)。

不過從測試結果來看，我覺得還是比較滿意的。

上述數(shù)據(jù)表明，在超頻約50%的情況下，MCU還能正常工作，畢竟，像COREMARK測試這樣高負荷的運算，還是具有一定代表性的。一般的MCU應用，其運算量肯定沒有這么大!另外從測試結果來看，PWM輸出均正常，UART輸出也沒有產生亂碼。這一切都表明MCU應該是正常工作!更重要的是，COREMARK的得分高了，性能更強了!