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【新手兴趣向 NO.1 】STM32进阶探究之存储占用浅析
【新手兴趣向 NO.2 】STM32进阶探究之应用启动(一)之嵌入式
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一.CSS时钟安全机制简介css时钟安全机制主要用于外部晶振(HSE及LSE)出现“故障”(故障STM32未明确说明)时,为了避免因为外部晶振挂掉导致MCU宕机,而进行的一种补救的措施。简单说来,一旦外部晶振出“故障”,就会触发CSS中断,在中断中可以人为进行软件设计,添加时钟切换程序,切回HSI或者MSI或者LSI,确保MCU可以继续有效工作。另外,HSE的CSS中断似乎不具有休眠唤醒功能,LSE的CSS中断可以触发standby模式下的唤醒。
1.那么,到底用不用CSS时钟安全机制?
针对上面这个问题,经过本人实际测试,下面简要说明几点:
(1)CSS时钟安全机制一旦启用,对于外部晶振变化极其敏感,本人实测发现,例如手只是靠近PCB上晶振位置(还未接触),就可能会触发CSS中断。所以,STM32提到的晶振“故障”,最小的程度就像晶振扰动,就会触发。
(2)一般不使用CSS时钟安全机制的情况下,出现晶振频率扰动或者直接短路晶振管脚,也仅仅只是会导致程序执行速度变慢或者程序直接停滞。一旦恢复晶振后,程序依旧会继续执行。(相当于晶振出问题期间,程序就停在那儿)目前暂未发现,因为晶振原因导致CPU 程序指针直接出错的情况,但不排除此类情况发生。
所以,到底是否使用CSS时钟安全机制,还需要仔细斟酌。
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二.HSE下的CSS时钟安全机制
1.如何启用HSE CSS?
必须等待HSE ready,然后软件启用(调取相应库函数),另外不必配置任何中断。
2.触发机制?
HSE CSS一旦启用,如果检测到外部HSE晶振故障,则HSE时钟自动关闭,此时主系统时钟自动切回MSI或者HSI16(可以配置RCC_CFGR->STOPWCK进行选择,并且这个时钟也会成为退出STOP低功耗模式时的系统主时钟),此处存在一个问题:那么上电复位后,在用户配置时钟前,这个期间的系统主时钟是否会受该STOPWCK配置影响?希望大佬,解答一下,究竟是MSI,还是由STOPWCK位决定?
禁用HSE后,时钟故障事件会被发送到高级控制定时器的断点输入(TIM1 / TIM8和TIM15 / 16/17),并产生中断以通知软件有关故障(即CSSI中断触发),CSSI中断被连接到了NMI中断(不可屏蔽中断),需要注意NMI中断优先级仅仅低于复位中断,也就是说在NMI内部,基本上其他中断都不能及时响应。
另外,记得及时清除CSSI中断标志位,否则将会反复触发NMI中断。
3.常见用法
一般使能HSE CSS后,在NMI中断内部添加切换函数,将时钟切回MSI或者HSI或者其他。极其重要的一点就是:如果用了PLL,那么触发css中断的时候,PLL会被禁用!但是PLL的配置是没有变的,所以如果切换成其他时钟还需要再度打开PLL(如果要使用的话)。
4.小结
触发HSECSS时:
①HSE禁用,系统主时钟自动切回MSI或者HSI16
②PLL禁用,但PLL基本配置不会改变
③CSS功能自动禁用
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三.LSE下的CSS时钟安全机制
随着物联网的发展,低功耗要求越来越高,基本上产品都会使用低功耗模式。STM32也提供了许多低功耗模式,常见的案例中,多数都会使用RTC作为一种低功耗唤醒源。而RTC为了精确,都会采用外部LSE,所以如果外部LSE一旦挂掉,就可能导致设备不能按时唤醒,造成损失。
所以,LSE的时钟安全还是很有必要了解下。
简介:使能LSE CSS位后就启用了安全机制。LSE CSS机制可以工作在除VBAT外的所有模式以及系统复位下(但不包括上电复位)。如果在LSE振荡器上检测到故障,则LSE不再用作RTC时钟(RTC停止),但此时不会对硬件寄存器作任何操作(在这儿,我解释一下不对硬件寄存器作任何操作的意思,RTC在选择时钟的时候,有个标志位RCC_BDCR->RTCSEL[1:0],假如选择了LSE作RTC时钟,那么RCC_BDCR->RTCSEL就是0x01,一旦触发CSS后,虽然LSE不再是RTC时钟了,但是前面这个标志位的值不会变动!并且这个时候,RCC_BDCR中LSEON等这些位都不会变化。)
另外,如果处于MSI的PLL模式下,那么此模式会被禁用。
1.如何启用LSE CSS?
与HSE CSS类似,软件启用。但必须在LSE 使能、且就绪、且LSE选作RTC主时钟(三个条件)之后,才可以启用LSE CSS功能。
在这要啰嗦一句,LSE 的CSS使用起来比HSE复杂许多,主要是因为:使能LSE CSS的这个标志位处于RCC_BDCR寄存器(电池备份域控制寄存器),这个寄存器和备份域性质类似,有电池的情况下,会保持。而且,这个RCC_BDCR寄存器上所有的位基本都不可单独Reset!软件上reset RCC_BDCR寄存器,都是通过使能RCC_BDCR->BDRST,进行重置。一旦使能RCC_BDCR->BDRST,整个RCC_BDCR及备份域统统会被Reset。
2.触发机制?
LSE CSS的触发配合要比HSE CSS的复杂,LSE CSS必须进行中断配置,配置流程如下:
①使能LSE CSS
②使能TAMP_STAMP_IRQn中断配置,配置优先级
③使能LL_EXTI_LINE_19中断(配置为上升沿触发),这是因为RTC Tamper,TimeStamp复用在的EXIT Line19上!
一旦触发了LSE CSS,就会进入TAMP_STAMP_IRQHandler中断服务函数,需要注意:如果在中断中要进行RCC_BDCR及RTC寄存器操作,需要打开备份域通道。
3.小结
触发LSECSS时:
①LSE不再是RTC时钟
②MSI的PLL模式禁用
③standby模式下,会产生唤醒
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四.总结
下面给出了HSE和LSE CSS中断向量表:
中断向量表
1.HSE的时钟安全使用起来还是比较不错的
2.LSE的时钟安全机制触发后的程序逻辑比较难处理,触发CSS后,需要清除许多标志位,而这些标志位都在RCC_BDCR上,只有重置整个电池备份域才能够清除。还有就是待机下的唤醒,也需要考虑好程序逻辑。
另外,也可以参考下https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-610054-1-1.html 时钟安全系统的应用(LSE 篇),
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