STM32不同时钟频率有什么不同的影响？

cathy 在周四, 02/20/2025 - 15:28 提交

#STM32为什么需要RCC时钟树

单片机本质上，是一个复杂的时序电路，而时序电路的行为依赖于，时钟信号来控制状态的变化，和数据的流动，如果没有时钟信号，单片机内部的时序逻辑将无法工作，整个系统将失去还有控制。

时序电路：这是一种数字逻辑电路类型，输出取决于输出信号，和历史信号（电路之前的状态），通过存储原件保持状态信息，同时通过时钟信号来同步状态的更新。

执行指令：指令的执行分为，取指，解码，执行，返回结果，而时钟信号为这些步奏，提供了时间基准，能过准确的执行指令

定时器使用：定时器功能中，计数还有输出PWM，这两个功能都需要时钟的控制，定时器还有计数器广泛生成精确的时间延迟。

单片机是时序电路，所以需要时钟树————————铁头山羊（B站）

#时钟频率的不同意味着什么

可能有的小伙伴单纯的认为，不同的时钟频率就是时钟频率不同，时钟频率意味着不同的执行速度，意味着相同单片机，不同的性能，同时部分外设要求限制相关频率，下面讲。

这里使用 STM32F103用来论证，Cortex - M3内核，时钟频率72Mhz，每条指令平均需要一条时钟周期。

理解时钟频率：单片机的时钟频率表示的是每秒钟时钟信号的周期数，通常以（hz）为单位，8Mhz意味着每秒钟有 8000，000个时钟周期

指令执行时间：最终的代码都会转化为指令，去由CPU去执行，这些指令的执行需要时钟周期，不同时钟周期在不同频率下所用时间不同，具体时间受时钟频率，内核架构不同收到影响，

这里举例是，STM32F103用来论证，Cortex - M3内核，时钟频率72Mhz，每条指令平均需要一条时钟周期，用这个来论证执行时间。

计算不同频率下时钟周期所用时间：

不同的频率下时钟周期，执行时间也不一样，公式如下，fclk 单片机时钟频率，Tclk 时钟周期执行时间，这里带入计算，

Tclk=1/fclk

Tclk=1/72×10 6（6次方）≈13.89 ns

每条指令在 Cortex-M3 内核、时钟频率为 72 MHz 的条件下，平均执行时间约为 13.89 纳秒。

#验证不同频率的执行速度

前言：这里是参考铁头山羊老师的，在STM32默认时钟频率为8Mhz，的情况下每个for循环需要8个指令周期，循环判断条件1000，000，近似每条for循环执行时间需要1s，

while (1)
{
   uint32_t i ;
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
   for(i = 0;i<1000000;i++){}
    
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
   for(i = 0; i<1000000;i++){}
  /* USER CODE END WHILE */
 
  /* USER CODE BEGIN 3 */
}

实验现象，在默认情况下，板载LED闪烁频率为2s，如果将GPIOC挂载的总线使用STM32CubleMX配置为72Mhz，这个时候就会发现，执行的速度就会更快了。

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原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_62292999/article/details/140429930

来源：硬件攻城狮

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