STM32内置与外置晶振精度对比分析

STM32系列处理好像都有内置的RC振荡器，这个内置RC振荡器可以代替外置晶振，可以节省成本和PCB空间。

我之前有几个设计都是使用的内置的晶振，觉得使用起来很方便，我也知道内置振荡器的精度不如外置的晶振，但是一直没有遇到对于振荡器的精度有十分严格的要求的应用。不过这次对付一个对时间精度要求比较高的应用，我发现了内置RC振荡器和外置晶振的差别还是很大的，而其我使用的还是最廉价的外置晶振，其精度就远高于内置振荡器。

例如有个应用我需要精确延时9999秒钟，使用定时器进行定时中断，设置10ms的定时周期，需要经过9999 / 10 * 1000=999900个定时周期才能完成。而定时器的时钟源是由APB2（文档上写的是APB1，程序上是APB2）提供的，APB2的时钟最终来自HSI、PLL、HSE三个时钟源。因此我简单测试了一下使用HSI和HSE通过PLL倍频之后得到的时钟的精度。但是直接测量9999秒钟的时间有点麻烦，我就测量2秒钟的时间即可，看看定时2秒钟，内外时钟源分别能提供什么样的精度，采集设备使用逻辑分析仪或者示波器即可。

下面是使用HSI时钟测到的2秒钟的波形：

可以看到实际定时时间为2.004270583秒钟，规定 α = Ta / Tb，其中Ta表示设定的定时时间，Tb表示实际定时时间，阿尔法为比例系数，我们大致按照比例缩放来计算如果定时9999秒的话实际定时时间为Ta = Tb * α = 10020.3507797085秒，误差为21秒钟，说实话，这误差已经很大了。

使用外置晶振进行测试结果如下：

可以看到实际定时时间为2.000074417秒，按照同样的方法进行计算可以得到Ta = Tb * α = 9999.3720477915秒，误差0.372秒，这个是完全可以接受的，如果还要更高精度的定时时间可以使用更高精度的晶振，也可以使用频率值高一点的晶振，然后下调PLL倍频系数，因为晶振的误差是固定的，经过PLL倍频之后，误差同样被放大了，降低PLL倍频系数可以减少误差的放大。同样的还可以直接选取48MHz的晶振，然后SYSCLK的时钟源直接选择HSE即可，这样误差可以做到更小，但是STM32能支持最大的晶振是有限制的。

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