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STM32F4描述系統和電源復位的原因

科技綠洲 ? 來源:STM32 ? 作者:STM32 ? 2023-06-22 09:04 ? 次閱讀

每一塊處理器都有復位的功能,不同處理器復位的類型可能有差異,引起復位的原因也可能有多種。

STM32的復位功能非常強大,可通過軟件、硬件和一些事件觸發系統復位,而且通過其復位狀態標志可分析復位原因。該部分位于STM32的RCC(Reset and Clock Control)模塊。

嵌入式專欄

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STM32復位介紹

對于STM32來說,復位通常分為三種類型:系統復位、電源復位和備份域復位。本文結合STM32F4描述系統和電源復位的內容。

1. 系統復位

除了RCC的復位標志和備份域中的寄存器外,系統復位會將其它全部寄存器都復位為復位值。

產生系統復位事件:

NRST 引腳低電平

窗口看門狗計數結束

獨立看門狗計數結束

軟件復位

低功耗管理復位

2. 電源復位

除備份域內的寄存器以外,電源復位會將其它全部寄存器設置為復位值。

產生電源復位條件:

上電/掉電復位或欠壓復位

在退出待機模式時

注:備份域具有特定的復位,其復位僅作用于備份域本身(本文暫不講述備份域復位)。

3. 復位電路簡圖


poYBAGSNeByAdQTgAACqQM5U_2E662.png

由上圖可以看出來,NRST引腳、看門狗等各種事件最終都能引起系統復位。

嵌入式專欄

2

STM32 內核和系統復位

上一章節站在STM32整體層面講述了產生復位的多種事件,本章節進一步描述STM32的內核和系統復位。

STM32由內核(如:Cortex-M4)和各種片內外設(如UART)資源組成,其中軟件復位可指定是內核復位還是系統復位。


poYBAGSNeBSANfe8AAJr_3ZM3ZY890.png

1. 內核復位

在Cortex-M內核文檔中大概有這樣的描述:通過設置 NVIC 中應用程序中斷與復位控制寄存器(AIRCR)的VECTRESET 位,可只復位處理器內核而不復位其它片上設施。

也就是說,這樣操作只復位Cortex-M內核,不會復位UART這些片內外設。

內核復位函數(參考內核代碼修改而來):

void NVIC_CoreReset(void)

2. 系統復位

軟件復位中的系統復位操作的寄存器位(SYSRESETREQ)不同,復位的對象為整個芯片(除后備區域)。

系統復位函數:

void NVIC_SysReset(void)

嵌入式專欄

3

STM32 復位來源

為了方便軟件工程師調試和查找(復位)問題,STM32設計有個狀態寄存器保存了各種復位來源的狀態。

如下圖所示(具體請查閱參考手冊):


pYYBAGSNeASAXGUQAAtLYLj2NB4360.png

4

STM32 引起異常復位的原因

上面講述了引起復位的事件有多種,本章節將結合實際應用,描述常見引起復位的原因及解決辦法。

原因一:NRST引腳電平被拉低引起復位

有些特殊環境,特別是大型工廠,外界或內部會使電源產生干擾信號,使STM32的NRST引腳電平被拉低,從而導致系統復位。

分析原因:NRST引腳電平拉低20us就會引起系統復位,電源上一個紋波,或者外部靜電都會引起電源被拉低20us。

解決辦法:電源濾波、使用隔離電源、添加屏蔽措施等。

原因二:欠壓引起復位

有些產品在設計之初沒有綜合計算負載(與STM32同電源),因負載過大,使其欠壓,從而導致復位。

分析原因:STM32除了上電和掉電復位之外,絕大部分STM32還有一個欠壓復位,當電源電壓 (VDD) 降至所選 VBOR 閾值以下時,芯片將復位。

解決辦法:選擇負載更大的電源、通過軟件配置合理的欠壓值VBOR。

原因三:數字、模擬電源地壓差引起復位

有工程師將VSS 和 VSSA之間使用一個幾歐,甚至幾十歐的電阻連接,有時候(有大電流經過地線)就會因為電源地的壓差導致芯片(電源)復位。

分析原因:我們比較關注 VDD 和 VDDA 的關系,但忽略了 VSSA 和 VSS 壓差需要小于 50mV這一點(具體可以看數據手冊)。如果有大電流的情況,則會引起電源地存在壓差。

解決辦法:盡量使用完全連接地的方式處理,比如0歐電阻,或者隔離電源。

原因四:看門狗超時喂狗引起復位

有不少工程師設計低功耗產品時,使用了看門狗,但是他們往往忘記了芯片睡眠模式不能停止喂狗,從而導致看門狗復位。

分析原因:STM32進入睡眠之后,看門狗依然繼續在工作,如果不及時喂狗,芯片會產生看門狗復位。

解決辦法:進入睡眠之前設置更長的喂狗時間,同時不定期喚醒芯片進行喂狗。
責任編輯:彭菁

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