与 PDR_ON 有关的一种异常现象及分析

STMCU · 发表于 2019-2-18 18:13:25

背景知识
一些 STM32 产品能够使能/失能内部电源监视器，通过 PDR_ON 引脚电平进行控制实现。PDR_ON 引脚电平为低时，内部电源监视器关闭；当 PDR_ON 引脚电平为高时，内部电源监视器使能。

内部电源监视器影响的功能包括：POR（上电复位）、PDR（掉电复位）、BOR（欠压复位）、PVD（可编程电位检测）、VBAT功能。其中，VBAT功能包括：维持后备寄存器/存储器，为 RTC、LSE 振荡器提供后备供电和维持其在掉电时工作。

在使用低电压电源供电的低功耗应用中，当 VDD 低至接近最低供电范围时，PDR_ON 管脚需要进行合理配置。（一般 VDD 在 1.7V~1.9V 之间，则需要考虑到 PDR_ON 功能（通过拉低 PDR_ON 管脚关闭内部电源监视器）；如果 VDD 一定不低于 1.8V，则可 PDR_ON 拉高，不考虑关闭内部电源管理器）。PDR_ON 拉低时，内部电源管理器关闭，POR 和 PDR 功能停止工作，避免由于供电低于或者在 POR/PDR 阈值范围的电源波动而引起 POR/PDR 复位。

如下电气参数表，摘自 DS11189（STM32F469xx）。当 VDD 较低时，在 VDD 纹波下，可能出现满足 POR/PDR 的触发条件。例如 1.8V 供电，纹波在 60mV，则 VDD 供电在 1.74~1.86V 之间波动，反复出现 POR/PDR，这种情况就一定要考虑 PDR_ON 功能，将其下拉，关闭内部电源管理器。

PDR_ON 拉低时，内部电源管理器失能，需要添加外部电源管理器。具体实现电路可参考 AN4488。

注：仅在具有 PDR_ON 引脚封装的 STM32 产品才能关闭电源监视器。没有 PDR_ON 功能的 STM32，默认使用内部电源监视器工作。

异常现象描述

客户应用中，采用的电源为 1.86V 左右。根据上述分析，客户考虑到 VDD 波动低至 1.8V（更准确来说，对应 PDR 域的最大值 1.76V）的情况。将 PDR_ON 引脚下拉，关闭了内部电源管理器。

在压力测试环节，发现设备快速掉电重启时，MCU 工作异常。异常后，即使通过热重启，MCU 无法恢复工作，只能通过冷重启使其恢复。如果设备掉电重启间隔时间长，则不存在这种问题。

原因分析

在展开分析时，先看一下采用电路的示意图，如下。

其中，PDR_ON 采用下拉形式，根据上面介绍，内部电源管理器失能（内部的 POR/PDR 功能关闭）。

上图为 NRST 部分电路示意图，外部 NRST 引脚外接了 100nF 电容，与内部上拉电阻组成阻容电路，上电和下电时 VDD 和 NRST 信号如下图所示。在上电过程中，VDD 有效时，NRST 依然处于使能状态（低电位），起到了上电复位效果。但是能够看出，这种电路实现不会达到快速掉电复位效果。

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