一些STM32產(chǎn)品能夠使能/失能內(nèi)部電源監(jiān)視器,通過PDR_ON引腳電平進行控制實現(xiàn)。PDR_ON引腳電平為低時,內(nèi)部電源監(jiān)視器關(guān)閉;當(dāng)PDR_ON引腳電平為高時,內(nèi)部電源監(jiān)視器使能。
內(nèi)部電源監(jiān)視器影響的功能包括:POR(上電復(fù)位)、PDR(掉電復(fù)位)、BOR(欠壓復(fù)位)、PVD(可編程電位檢測)、VBAT功能。其中,VBAT功能包括:維持后備寄存器/存儲器,為RTC、LSE振蕩器提供后備供電和維持其在掉電時工作。
在使用低電壓電源的低功耗應(yīng)用中,當(dāng)VDD低至最低供電電壓附近時,PDR_ON管腳需要進行合理配置。一般當(dāng)VDD在1.7V~1.9V之間時【不同系列可能略有差異,以手冊中VDD范圍為準】,可以考慮通過拉低PDR_ON管腳關(guān)閉內(nèi)部電源監(jiān)視器。當(dāng)PDR_ON拉低時,內(nèi)部電源管理器被關(guān)閉,POR和PDR功能停止工作,這樣可以避免由于供電在POR/PDR閾值附近的電壓波動而引起頻繁的POR/PDR復(fù)位。當(dāng)然,如果VDD一定不低于1.8V,則可將PDR_ON置高,不必關(guān)閉內(nèi)部電源管理器。
DS11189(STM32F469xx)。當(dāng)VDD較低時,在VDD紋波下,可能出現(xiàn)滿足POR/PDR的觸發(fā)條件。 例如1.8V供電,紋波在60mV,則VDD供電在1.74~1.86V之間波動,反復(fù)出現(xiàn)POR/PDR,這種情況就一定要考慮PDR_ON功能,將其下拉,關(guān)閉內(nèi)部電源管理器。
PDR_ON拉低時,內(nèi)部電源管理器失能,需要添加外部電源管理器。具體實現(xiàn)電路可參考AN4488。
注:僅在具有PDR_ON引腳封裝的STM32產(chǎn)品才能關(guān)閉電源監(jiān)視器。沒有PDR_ON功能的STM32,默認使用內(nèi)部電源監(jiān)視器工作。
異?,F(xiàn)象描述
客戶應(yīng)用中,采用的電源為1.86V左右。根據(jù)上述分析,客戶考慮到VDD波動低至1.8V(更準確來說,對應(yīng)PDR域的最大值1.76V)的情況。將PDR_ON引腳下拉,關(guān)閉了內(nèi)部電源管理器。
在壓力測試環(huán)節(jié),發(fā)現(xiàn)設(shè)備快速掉電重啟時,MCU工作異常。異常后,即使通過熱重啟,MCU無法恢復(fù)工作,只能通過冷重啟使其恢復(fù)。 如果設(shè)備掉電重啟間隔時間長,則不存在這種問題。
原因分析
在展開分析時,先看一下采用電路的示意圖,如下。
其中,PDR_ON采用下拉形式,根據(jù)上面介紹,內(nèi)部電源管理器失能(內(nèi)部的POR/PDR功能關(guān)閉)。
上圖為NRST部分電路示意圖,外部NRST引腳外接了100nF電容,與內(nèi)部上拉電阻組成阻容電路,上電和下電時VDD和NRST信號如下圖所示。在上電過程中,VDD有效時,NRST依然處于使能狀態(tài)(低電位),起到了上電復(fù)位效果。但是能夠看出,這種電路實現(xiàn)不會達到快速掉電復(fù)位效果。
經(jīng)過與客戶溝通,應(yīng)用中存在掉電重啟間隔非常短的情況。同時,由于VDD耦合電容的存在,VDD掉電同樣是一個放電過程,存在如下波形圖。
圖中紅框內(nèi),VDD電壓已經(jīng)下降到遠低于MCU的正常供電范圍(1.7~3.6V)。但是由于缺乏PDR,盡管NRST也在下降,但總體仍然處于非激活狀態(tài)(高電位)。這會導(dǎo)致MCU運行在非正常供電下,甚至是VDD很低的情況下工作,而這種情況在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中明確表示,運行在工作范圍外,MCU無法正常工作。而紅色部分,就是由于MCU工作已經(jīng)異常,所以在再次上電時,MCU已經(jīng)無法正常工作, tRSTTEMPO部分也無法正常生效(tRSTTEMPO對應(yīng)部分如下圖介紹)。
掉電重啟間隔時間長,VDD放電充分,即使MCU工作異常,在充分掉電后,MCU也完全停止工作。再次上電時,則不會受到影響。
根據(jù)分析,異常出現(xiàn)的原因:在低電壓供電需求下,關(guān)閉內(nèi)部電源管理器時,并沒有在外部增加電源管理單元實現(xiàn)類似功能。使MCU在極低供電電壓下依然工作,引發(fā)MCU工作異常。
注:經(jīng)過實測,STM32F469內(nèi)部電源管理器的關(guān)閉,并不影響上圖中tRSTTEMPO部分的功能。
總結(jié)及建議
MCU電源電路相對簡單。但是在實際開發(fā)中,建議完全參考數(shù)據(jù)手冊和《Getting started with xxxx MCU hardware development》中電源部分設(shè)計,避免由于對ST MCU不熟悉引發(fā)的硬件設(shè)計問題。
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原文標題:PDR_ON出現(xiàn)相關(guān)異常現(xiàn)象?我們好好來分析!
文章出處:【微信號:STM32_STM8_MCU,微信公眾號:STM32單片機】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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