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？

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。

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。

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。

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.

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。

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。

  •  高人气的STM32CubeMX软件工具扩展包STM32Cube.AI可生成优化代码，在STM32微控制器（MCU）上运行神经网络
  •  STM32Cube.AI附带即用型软件函数包，包含用于识别人类活动和音频场景分类的代码示例，可立即用于意法半导体参考传感器板和移动应用程序
  •  ST合作伙伴计划和STM32 AI / ML社区的优质合作伙伴为开发者提供支持服务

横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体 (STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM)借助STM32系列微控制器的市场领导地位，扩展了STM32微控制器开发生态系统STM32CubeMX，增加了先进的人工智能（AI）功能。

AI技术使用经过训练的人工神经网络对运动和振动传感器、环境传感器、麦克风和图像传感器的数据信号进行分类，比传统的手工信号处理方法更加快速、高效。

意法半导体微控制器和数字集成电路产品部总裁Claude Dardanne表示：“ST的新型神经网络开发工具箱正在将AI引入基于微控制器的智能边缘和节点设备，以及物联网、智能楼宇、工业和医疗应用中的深度嵌入式设备。”

现在开发人员可以用STM32Cube.AI将预先训练的神经网络转成可在STM32 微控制器上运行的C代码，调用经过优化的函数库。

波特率的计算

STM32下的波特率和串口外设时钟息息相关，USART 1的时钟来源于APB2，USART 2-5的时钟来源于APB1。在STM32中，有个波特率寄存器USART_BRR，如下：

STM32串口波特率通过USART_BRR进行设置，STM32的波特率寄存器支持分数设置，以提高精确度。USART_BRR的前4位用于表示小数，后12位用于表示整数。但是它还不是我们想要设置的波特率，想要设置我们串口的波特率大小还需要进行计算。

其实有关波特率的计算是下面这一条表达式：

从上面的表达式，我们引入了一个新量USARTDIV，它表示对串口的时钟源fck进行分频。假设我们已知道了波特率和fck时钟频率的大小，那么通过上式便可以计算出USARTDIV的具体大小，然后再通过USART的值大小对波特率寄存器进行设置。

USARTDIV通过上面的表达式得出，是一个带有小数的浮点数（如27.75）。将小数部分和整数部分分开，分别得到一个整数值n（如27）和一个小数值m（如0.75）。有了这两个值我们便可以填写USART_BRR寄存器进而设置我们串口波特率大小了。

将整数部分m（27 = 0x1B）直接写入USART_BRR的后12位部分；将小数部分n乘以16后得到的整数值（如0.75 x 16 = 12 = 0xC）写入USART_BRR前4位部分,最后USART_BRR的值为0x1BC。

注意：如果小数部分乘以16之后仍带有小数，则要四舍五入去除小数部分得到一个新的整数，再将其写入USART_BRR的前四位。

为什么在计算波特率的公式中要乘以16？

​我们知道串口通信是通过TXD和RXD这两条线进行通信的，当接收器的RXD连接着发送器的TXD，接收器的TXD连接着发送器的RXD，接收器和发送器可以通过RXD和TXD互传数据。当接收器检测到RXD这条线的电平被拉为低电平，立即开始接收发送器发送过来的数据，刚刚那个低电平只是一个告知接收器可以接收数据的起始位而已。

在数据的传输中，信号可能受到一些干扰而产生一些抖动，如下图。如果接收端只对这些信号数据采样一次，那么它有可能采样到的是抖动的不准的数据，进而使数据传输不准确，所以接收端在采样数据线上的数据，通常都要采样多次，然后通过比较获得准确的数据。

前面已经说过，USARTDIV，它表示对串口的时钟源fck进行分频，而这16表示的正是1bit数据的采样次数。为什么呢？

，将这个表达式的分子分母倒过来，可以得到下面这条表达式

每一位的传输时间只有1/TX_baud，这个总时间除以16，所以每采样一次的时间正好是T1，即新分频后的周期。而初始的串口时钟信号来自于APBx，APBx时钟信号需要经过分频才会等于T1，所以才需要分频USARTDIV。

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。（TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由APB2的输出产生；TIM2-TIM5是普通定时器；TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生）

本实验要实现的功能是：用普通定时器TIM2每一秒发生一次更新事件，进入中断服务程序翻转LED1的状态。

预备知识：

①　STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。

②　向上计数模式：从0开始计数，计到自动装载寄存器（TIMx_ARR）中的数值时，清0，依次循环。

需要弄清楚的两个问题：

1. 计数器的计数频率是什么？

这个问题涉及到RCC时钟部分，如下图所示：

定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器。

下面以定时器2~7的时钟说明这个倍频器的作用：当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率；当APB1的预分频系数为其它数值（即预分频系数为2、4、8或16）时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。

假定AHB=36MHz，因为APB1允许的最大频率为36MHz，所以APB1的预分频系数可以取任意数值；当预分频系数=1时，APB1=36MHz，TIM2~7的时钟频率=36MHz（倍频器不起作用）；当预分频系数=2时，APB1=18MHz，在倍频器的作用下，TIM2~7的时钟频率=36MHz。

有人会问，既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz，为什么不直接取APB1的预分频系数=1？答案是：APB1不但要为TIM2~7提供时钟，而且还要为其它外设提供时钟；设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时，TIM2~7仍能得到较高的时钟频率。

再举个例子：当AHB=72MHz时，APB1的预分频系数必须大于2，因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2，则因为这个倍频器，TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率，无疑提高了定时器的分辨率，这也正是设计这个倍频器的初衷。

注意：APB1和APB2上挂的外设如图所示：

定时器的计数频率有个公式：

TIMx_CLK = CK_INT / （TIM_Prescaler + 1）

其中：TIMx_CLK 定时器的计数频率

CK_INT 内部时钟源频率（APB1的倍频器送出时钟）

TIM_Prescaler 用户设定的预分频系数，取值范围0~65535。

例如：RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ，则CK_INT=72MKZ。

2. 如何计算定时时间？

上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC

定时器的计数频率 TIMx_CLK = 72MKZ / 36000 = 2000HZ，则定时器的计数周期=1/2000HZ=0.5ms.

如果要定时1秒，则需要计数2000次，这也是自动重装载的值。又涉及到TIMx_ARR

LED硬件连接如下图所示：高电平点亮LED。

第一步：配置系统时钟。见STM32F103x RCC寄存器配置

除此之外，还需将GPIO和TIM2外设时钟打开。

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOC， ENABLE）;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2， ENABLE）;

注意：TIM2是挂在APB1上的，打开时钟时别写错了，调用RCC_APB1PeriphClockCmd函数，而不是RCC_APB2PeriphClockCmd。

第二步：配置中断向量表。见stm32_exti（含NVIC）配置及库函数讲解

void NVIC_Configuration（void）

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

#ifdef VECT_TAB_RAM

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_RAM， 0x0）;

#else

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_FLASH， 0x0）;

#endif

NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_1）;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;

}

该函数完成两个功能

1. 决定将程序下载到RAM中还是FLASH中

2. 配置中断分组。（NVIC中断分组只能设置一次）

3. 选择中断通道号，抢占式优先级和响应优先级，使能中断

第三步：配置GPIO的模式。输入模式还是输出模式。点亮LED已讲过，见STM32_GPIO配置及库函数讲解——LED跑马灯

void GPIO_Configuration（void）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init（GPIOC， &GPIO_InitStructure）;

}

第四步：定时器配置，本章重点！

void TIM2_Configuration（void）

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

//重新将Timer设置为缺省值

TIM_DeInit（TIM2）;

//采用内部时钟给TIM2提供时钟源

TIM_InternalClockConfig（TIM2）;

//预分频系数为36000-1，这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

//设置时钟分割

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

//设置计数器模式为向上计数模式

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

//设置计数溢出大小，每计2000个数就产生一个更新事件

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000;

//将配置应用到TIM2中

TIM_TimeBaseInit（TIM2， &TIM_TimeBaseStructure）;

//清除溢出中断标志

TIM_ClearFlag（TIM2， TIM_FLAG_Update）;

//禁止ARR预装载缓冲器

TIM_ARRPreloadConfig（TIM2， DISABLE）; //预装载寄存器的内容被立即传送到影子寄存器

//开启TIM2的中断

TIM_ITConfig（TIM2， TIM_IT_Update， ENABLE）;

}

该函数完成两个功能

1. 设定预分频系数TIM_Prescaler = 36000 - 1

2. 设定自动重装载值TIM_Period = 2000

注意：上述只是配置好了TIM2，但还没有开启TIM2。

下面给出timer2.c的完整代码

#include “stm32f10x_lib.h”

void RCC_Configuration（void）;

void NVIC_Configuration（void）;

void GPIO_Configuration（void）;

void TIM2_Configuration（void）;

void Delay（vu32 nCount）;

int main（void）

{

#ifdef DEBUG

debug（）;

#endif

RCC_Configuration（）;

NVIC_Configuration（）;

GPIO_Configuration（）;

TIM2_Configuration（）;

TIM_Cmd（TIM2， ENABLE）; //开启定时器2

while （1）

{

}

}

void RCC_Configuration（void）

{

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

RCC_DeInit（）;

RCC_HSEConfig（RCC_HSE_ON）;

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp（）

if （HSEStartUpStatus == SUCCESS）

{

FLASH_PrefetchBufferCmd（FLASH_PrefetchBuffer_Enable）;

FLASH_SetLatency（FLASH_Latency_2）;

RCC_HCLKConfig（RCC_SYSCLK_Div1）;

RCC_PCLK2Config（RCC_HCLK_Div1）;

RCC_PCLK1Config（RCC_HCLK_Div2）;

RCC_PLLConfig（RCC_PLLSource_HSE_Div1， RCC_PLLMul_9）;

RCC_PLLCmd（ENABLE）;

while（RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_PLLRDY） == RESET） {}

RCC_SYSCLKConfig（RCC_SYSCLKSource_PLLCLK）;

while（RCC_GetSYSCLKSource（） ！= 0x08） {}

}

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOC， ENABLE）;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2， ENABLE）;

}

void NVIC_Configuration（void）

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

#ifdef VECT_TAB_RAM

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_RAM， 0x0）;

#else

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_FLASH， 0x0）;

#endif

NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_1）;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;

}

void GPIO_Configuration（void）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init（GPIOC， &GPIO_InitStructure）;

}

void TIM2_Configuration（void）

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

//重新将Timer设置为缺省值

TIM_DeInit（TIM2）;

//采用内部时钟给TIM2提供时钟源

TIM_InternalClockConfig（TIM2）;

//预分频系数为36000-1，这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

//设置时钟分割

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

//设置计数器模式为向上计数模式

STM32基本系统主要有下面几个部分：

电源

  •  无论是否使用模拟部分和AD部分，MCU外围出去VCC和GND，VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接，不可悬空
　　
  •  对于每组对应的VDD和GND都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波，并接该电容应放置尽量靠近MCU

  •  用万用表测试供电电压是否正确，调试时最好用数字电源供电，以便过压或过流烧坏板子，电压最好一步一步从进线端测试到芯片供电端

复位、启动选择

  •  Boot引脚与JTAG无关。其仅是用于MCU启动后，判断执行代码的起始地址

  •  在电路设计上可能Boot引脚不会使用，但要求一定要外部连接电阻到地或电源，切不可悬空; STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的，它们是：
   - 用户闪存 = 芯片内置的Flash
   - SRAM = 芯片内置的RAM区，就是内存
   - 系统存储器 = 芯片内部一块特定的区域，芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader，就是通常说的ISP程序，这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除，即它是一个ROM区

在每个STM32的芯片上都有两个管脚BOOT0和BOOT1，这两个管脚在芯片复位时的电平状态决定了芯片复位后从哪个区域开始执行程序，见下表：

  •  BOOT1=x BOOT0=0 从用户闪存启动，这是正常的工作模式。
  •  BOOT1=0 BOOT0=1 从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能由厂家设置。
  •  BOOT1=1 BOOT0=1 从内置SRAM启动，这种模式可以用于调试。
  •  用JTAG口或SWD模式烧写 选择从用户闪存启动。
  •  用串口ISP模式烧写程序时时选择从系统存储启动

烧写接口

如果要减小插座的数量，就用SWD模式的仿真，在这个模式下，如果用JLINK只要四根线就可以了，这四根线分别是：3.3V、GND、SWDIO、SWCLK
　　
其中STM32的JTMS/SWDIO接JTAG口的TMS，STM32的JTCK/SWCLK接JTAG口的TCK。如果要用ULINK2，则再加多一条“NRST”，即5条。这个接口你可自行定义，在使用时用杜邦线跳接或做块转换接口板联接仿真器与目标板即可。
　　
在烧写时出现了IDCODE如图有序列号，证明烧写接口是好的!也就是硬件调试通了。如没有也许焊接不过关，从新加固焊接芯片。

调试烧录失败的常见原因

1. 目标芯片没有正确连接，不能正常工作 —— 解决方法：确保目标板的最小系统正确连接，芯片能正常工作：VDD、VDDA及VSS 、VDDS已全部正确连接，复位电路能够可靠复位，各复位源不互相影响。
　　
2. 芯片内原先烧录的代码影响了新的调试操作，芯片内原先烧录的代码出错，芯片上电运行，进入未定义状态，不能进入调试模式。芯片内原先烧录的代码启动了某些外设，或者将SWJ引脚配置为普通I/O口 —— 解决方法：选择芯片的BOOT0/BOOT1引脚从RAM启动，或先擦除芯片内代码。

3. 芯片已被读/写保护，调试工具不能读写芯片内置的Flash —— 解决方法：先使用调试工具解除芯片的读/写保护。

来源：网络