STM32单片机如何超频工作超大约多少还能正常工作

根据微软学术的定义，所谓超频(OVERCLOCKING)就是强制将计算机或硬件运行于厂商指定的时钟频率之上，以达到更高的性能。通俗的来说，就是榨干硬件的最后一丝潜力。

事实上，不止是电脑可以超频，MCU当然也可以超频，工作原理类似。

然而说到MCU的超频，自然会有泼冷水的诸君，也有口水唾沫若干，原因当然是稳定性第一。不过任何事物一体两面，有利有弊。本文并非鼓励大家超频，只是把细节呈现给各位，如人饮水，冷暖自知，作到心中有数即可。准备工作硬件

本次测试准备使用NUCLEO-L073RZ评估板作为硬件平台，如果是其它STM32评估板，请适当调整相关参数。

图1：NUCLEO-L073RZ

NUCLEO-L073RZ基本指标如下基于CORTEX-M0+，32MHZ192KB/20KB的FLASH/SRAM组合板载STLINK/V2-1

可选其它硬件包括逻辑分析仪及示波器，用来更好的测试实验结果。

图2：DSLOGIC逻辑分析仪

DSLOGIC逻辑分析仪，用来检测PWM信号输出。

图3：DSCOPE数字示波器

DSCOPE数字示波器，用来检测MCO输出频率。注：使用任何一款STM32评估板都可以体验本文的冒险之旅，不过要修改相应的硬件设置。本文提供配套的工程文件，助您再现测试场景。设计玩过PC机超频的朋友都知道，超频是非常EASY的事情。要么改FSB，要么改倍频系数，反正就是那几个值的组合。然后，然后就超频了。当然还有其它情况，比如CPU被玩坏了!

STM32系列MCU都有自己的时钟树，通过调整时钟树的一些基本参数，就可以设定内部相关设备特别是MCU的工作频率。

STM32系列都有一个标称的最大工作频率，像NUCLEO-L073RZ的产品说明上就标注了该MCU的最大工作频率为32MHZ。超过了这个值会发生什么情况呢?ST没说，你们自己看着办!

当然不要忘记还有个FLASH，频率提高了，FLASH的等待状态也要相应变化。打开L073的参考手册，会发现

测试说了一堆的闲话，终于要测试了。为了节省篇幅，就不长篇大论原始代码了。如果你有兴趣，请向本文作者索取完整工程代码文件(含已配置好COREMARK移植的相关代码)。

32MHZ频率运行

这是官方允许的最大频率值，在这种情况下，肯定一切都是正常的。下面是终端输出结果

注意编译优化标志(下文同)。在这里优化等级为3，也就是最高优化，同时指定为运行时间做优化，在终端输出的信息里均包含了这一标志。

PWM输出波形(占空比分别为10%和30%，频率为1KHZ)

在允许的范围内，反复测试COREMARK的代码片段，会发现MCU内部温度略有升高，但是升高的幅度并不明显。如图是测试一段时间后的MCU内部温度图。

因为STM32也许根本就没有想过你要超频，它的时钟配置相对固定，没有微调参数可供选择。

啊，在PC上超频的良好感觉都哪去了?通过查阅参考手册，有如下信息

配置及运行结果

看到波形依旧漂亮!

不过在48MHZ的频率下，MCO输出严重变形，已不具参考价值。为了验证，看一张硬件仿真得到的工作频率值。

更进一步

为了更进一步测试，打破PLLVCO指定的96MHZ的限制。将PLLMUL的值指定为16,这样在理论上SYSCLK的值会达到64MHZ!这样的话系统还能跑起来么?

实验的结果是：终于熄火了!

结论写到这里，我自己也觉得有点鸡肋!和传统的PC超频相比，STM32系列MCU提供的频率配置参数相对有限，特别是没有提供微调相关的参数。

不过从测试结果来看，我觉得还是比较满意的。

上述数据表明，在超频约50%的情况下，MCU还能正常工作，毕竟，像COREMARK测试这样高负荷的运算，还是具有一定代表性的。一般的MCU应用，其运算量肯定没有这么大!另外从测试结果来看，PWM输出均正常，UART输出也没有产生乱码。这一切都表明MCU应该是正常工作!更重要的是，COREMARK的得分高了，性能更强了!