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關(guān)于STM32WL LSE 添加反饋電阻后無(wú)法起振問(wèn)題

jf_pJlTbmA9 ? 來(lái)源:STM32單片機(jī) ? 作者:STM32單片機(jī) ? 2023-10-25 16:48 ? 次閱讀

1. 問(wèn)題描述

客戶(hù)調(diào)試STM32WLE5JB 樣機(jī)的時(shí)候遇到這樣一個(gè)問(wèn)題:在調(diào)試LPUART,不打開(kāi)外部時(shí)鐘的時(shí)候,能夠正常打印,若開(kāi)啟外部的HSE 和LSE 后就沒(méi)有打印。

2.問(wèn)題確認(rèn)

發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題時(shí),客戶(hù)使用STM32CubeMX 生成的工程,所以首先建議客戶(hù)檢查L(zhǎng)PUART 的時(shí)鐘配置有沒(méi)問(wèn)題,并且讓客戶(hù)嘗試使用STM32Cube_FW_WL_V1.2.0ProjectsNUCLEOWL55JCExamplesUARTLPUART_WakeUpFromStop 例程對(duì)比驗(yàn)證。后來(lái)客戶(hù)發(fā)現(xiàn)是開(kāi)啟外部時(shí)鐘HSE 和LSE 后,程序直接卡死在HAL_RCC_OscConfig ,測(cè)量不到HSE 的32MHZ 信號(hào)。而客戶(hù)的程序移植到ST 官方的STM32WL NUCLEO 板上可以正常運(yùn)行。通過(guò)前面的驗(yàn)證很容易懷疑是不是客戶(hù)樣機(jī)外部HSE 32MHZ 的晶振沒(méi)有起振。拿到客戶(hù)的樣機(jī)后,嘗試更換32MHZ 晶振,調(diào)整晶振負(fù)載電容和使用TCXO,發(fā)現(xiàn)都沒(méi)辦法測(cè)量到32MHZ 信號(hào),客戶(hù)程序依舊卡死在HAL_RCC_OscConfig.

3. 問(wèn)題分析

由于前面都是用客戶(hù)的電腦和程序調(diào)試,客戶(hù)的電腦上的Keil 版本不能單步調(diào)試。針對(duì)客戶(hù)的問(wèn)題,基于STM32WL AT slave 例程,運(yùn)行在客戶(hù)樣機(jī)上發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象一致,也是卡死在HAL_RCC_OscConfig 。但使用單步調(diào)試進(jìn)入HAL_RCC_OscCongig 里面發(fā)現(xiàn),卡死具體的原因不是HSE,而是LSE 初始化出了問(wèn)題,一直在等待LES ready 的信號(hào)。具體代碼如下:

wKgZomUDwyqAK_j-AABc2Bf3Ez4551.png

針對(duì)上面的分析,把RTC時(shí)鐘源更改為HSE_RTC,如下圖一,圖二, AT slave例程可以正常運(yùn)行,32MHZ晶振可以起振,使用AT指令可以測(cè)量出RF有正常發(fā)射出信號(hào)。

wKgaomUDwyuAAX_fAAGGbCwByZg291.png

圖一

wKgZomSmlaGAKuc-AADWP7cQ324371.jpg

圖二

同時(shí),對(duì)于客戶(hù)需要使用LPUART,可以按照?qǐng)D三的時(shí)鐘配置驗(yàn)證:

wKgaomUDwy6AZqPxAAI0Q4cVU5Y942.png

圖三

客戶(hù)用他們手上樣機(jī)同步驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)結(jié)果一致。確實(shí)不使用LSE后,樣機(jī)可以正常工作,32MHZ晶振也可以正常起振。下一步就要分析導(dǎo)致LSE無(wú)法正常工作的原因。客戶(hù)有按建議嘗試更換32.768KHZ的晶振以及負(fù)載。并且調(diào)整LSEDRIVE為high 即__HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_HIGH),發(fā)現(xiàn)依然無(wú)法正常使用LSE。

4.問(wèn)題解決

針對(duì)LSE無(wú)法起振問(wèn)題,嘗試了上面針對(duì)硬件和軟件多種方法后依然沒(méi)有解決。后來(lái)仔細(xì)檢查客戶(hù)原理圖發(fā)現(xiàn),客戶(hù)在32.768KHZ晶振上添加了1M的反饋電阻,如圖四R34

wKgZomSmlaGAfdzPAADNMmXM2PU475.jpg

圖四

而在STM32WL 規(guī)格書(shū) DS13105 Multiprotocol LPWAN 32-bit Arm Cortex-M4 MCUs, LoRa, (G)FSK, (G)MSK, BPSK, up to 256KB Flash, 64KB SRAM (version 8)中明確表示禁止在32.768KHz 晶振的OSC32_IN 和OSC32_OUT引腳中間添加反饋電阻。如下圖五:

wKgaomUDwzOAaakBAALox9cGMU8975.png

圖五

后面按規(guī)格書(shū)要求,去掉客戶(hù)樣機(jī)上的R34 1M電阻,32.768KHz 晶振就可以正常起振,程序不會(huì)再卡死在LSE初始化。問(wèn)題得到解決。

另外,根據(jù)AN2867 關(guān)于STM32MCU晶振的參考設(shè)計(jì)要求,從客戶(hù)晶振規(guī)格書(shū)查到下面參數(shù)

ESR=90K 歐姆

CL = 12.5pF

C0 = 1.3pF

計(jì)算得到跨導(dǎo):gmcrit=2.9032uA/V

可以看到跨導(dǎo)大于STM32WLE5JBI6規(guī)格書(shū)中LSE最大驅(qū)動(dòng)能力2.7uA/V,如圖六示:顯然增益裕量不符合起振條件即Gainmargin>5

wKgZomSmlaGAQ62cAAGFmSwxLcM829.jpg

圖六

所以最后也建議客戶(hù)后續(xù)更換符合STM32WL規(guī)格書(shū)要求的32.768KHZ 晶振。具體晶振選型可以參考AN2867。

5.小結(jié)

本篇筆記分析了客戶(hù)使用外部時(shí)鐘調(diào)試STM32WL LPUART無(wú)法正常工作的問(wèn)題。最后分析出問(wèn)題是由LSE的32.768KHZ晶振沒(méi)有正常起振引起。而32.768KHZ晶振無(wú)法正常起振則是因?yàn)榭蛻?hù)在32.768KHZ晶振上添加了1M的反饋電阻。雖然在AN2867里有對(duì)STM32晶振使用反饋電阻的建議,但需要注意的是針對(duì)STM32WL這顆芯片,其規(guī)格書(shū)中有明確要求禁止在32.768KHz 晶振的OSC32_IN 和OSC32_OUT引腳中間添加反饋電阻。后面將客戶(hù)樣機(jī)上的1M的反饋電阻去掉后,樣機(jī)的32.768KHz 晶振可以正常起振,程序運(yùn)行正常。雖然最后客戶(hù)樣機(jī)使用晶振可以正常起振,但根據(jù)AN2867,客戶(hù)晶振的增益裕量是不符合起振條件的。所以為了避免后續(xù)產(chǎn)品量產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)低速晶振無(wú)法起振問(wèn)題,建議客戶(hù)參考AN2867選擇合適的32.768KHz 晶振。

來(lái)源:STM32單片機(jī)

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審核編輯 黃宇

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