干货:手把手指导STM32复位原因分析


本节解决问题:软件代码识别STM32复位原因,辅助代码调试。

当STM32发生复位时,可能原因有上电复位、掉电复位、看门狗复位、软件复位等多种,那怎么判断STM32复位的原因呢?且看轻松学长慢慢道来。

1、STM32 复位类型

STM32有三种复位:系统复位、电源复位和后备域复位。

1.1 系统复位

指除时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份区域中的寄存器外,将其他的所有寄存器复位为它们的复位数值。系统复位可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源,这就是今天的重点。

关于备份区域的理解可看下图:

有以下事件发生时,会产生一个系统复位:

  • 软件复位(SW复位)
  • 低功耗管理复位
  • NRST引脚上的低电平(外部复位)
  • 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)
  • 独立看门狗计数终止(IWDG复位)

看门狗复位和外部复位好理解,那软件复位和低功耗管理复位怎么理解呢,何时会发生复位?

软件复位即通过将Cortex™-M3中断应用和复位控制寄存器中的SYSRESETREQ位置’1’,实现软件复位。STM32官方已经将软件复位过程给封装好了,即 NVIC_SystemReset() 函数,NVIC_SystemReset()函数的内容如下:

/* 公众号:轻松学长 */ /** \brief System Reset \details Initiates a system reset request to reset the MCU. */ __STATIC_INLINE void NVIC_SystemReset(void) { __DSB(); /* Ensure all outstanding memory accesses included buffered write are completed before reset */ SCB->AIRCR = (uint32_t)((0x5FAUL << SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos) | (SCB->AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk) | SCB_AIRCR_SYSRESETREQ_Msk ); /* Keep priority group unchanged */ __DSB(); /* Ensure completion of memory access */ for(;;) /* wait until reset */ { __NOP(); } }

使用软件复位NVIC_SystemReset()函数时,需在该函数之前加上__set_FAULTMASK(1)语句,表示关闭所有中断的意思;

因为在《Cortex-M3权威指南》中有这么一句话提醒我们:从 SYSRESETREQ 被置为有效,到复位发生器执行复位令,往往会有一个延时。在此延时期间,处理器仍然可以响应中断请求。但我们的本意往往是要让此次执行到此为止,不要再做任何其它事情了。所以,最好在发出复位请求前,先把 FAULTMASK 置位,即关闭所有中断。

低功耗管理复位:在以下两种情况下可产生低功耗管理复位:

  • 1.在进入待机模式时产生低功耗管理复位:通过将用户选择字节中的nRST_STDBY位置’1’将使能该复位。这时,即使执行了进入待机模式的过程,系统将被复位而不是进入待机模式。

  • 2.在进入停止模式时产生低功耗管理复位:通过将用户选择字节中的nRST_STOP位置’1’将使能该复位。这时,即使执行了进入停机模式的过程,系统将被复位而不是进入停机模式。

1.2 电源复位

电源复位将复位除了备份区域外的所有寄存器,当发生以下事件之一时,会产生电源复位:

  • 上电/掉电复位(POR/PDR复位)
  • 从待机模式中返回

电源复位的复位源将最终作用于RESET引脚,并在复位过程中保持低电平。

芯片内部的复位信号会在NRST引脚上输出,脉冲发生器保证每一个(外部或内部)复位源都能有至少20μs的脉冲延时;当NRST引脚被拉低产生外部复位时,它将产生复位脉冲。

STM32芯片内部的复位电路如下图所示:

1.3 备份域复位

当以下事件发生之一时,会产生备份区域复位,备份区域复位只影响备份区域。

  • 软件复位,备份区域复位可由设置备份域控制寄存器 (RCC_BDCR)中的BDRST位产生。
  • 在VDD和VBAT两者掉电的前提下,VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。

2、软件判断复位原因

方法:通过查看控制/状态寄存器(RCC_CSR)中的复位状态标志位识别复位事件来源。

先看一下stm32中文参考手册对RCC_CSR寄存器的描述:

stm32对CSR寄存器各个位的宏封装:

/* 公众号:轻松学长 */ /* Flags in the CSR register */ #define RCC_FLAG_LSIRDY ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_LSIRDY))) /*!< Internal Low Speed oscillator Ready */ #define RCC_FLAG_LSECSS ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_LSECSSD))) /*!< CSS on LSE failure Detection */ #define RCC_FLAG_OBLRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_OBLRSTF))) /*!< Options bytes loading reset flag */ #define RCC_FLAG_PINRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_PINRSTF))) /*!< PIN reset flag */ #define RCC_FLAG_PORRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_PORRSTF))) /*!< POR/PDR reset flag */ #define RCC_FLAG_SFTRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_SFTRSTF))) /*!< Software Reset flag */ #define RCC_FLAG_IWDGRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_IWDGRSTF))) /*!< Independent Watchdog reset flag */ #define RCC_FLAG_WWDGRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_WWDGRSTF))) /*!< Window watchdog reset flag */ #define RCC_FLAG_LPWRRST ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_LPWRRSTF))) /*!< Low-Power reset flag */ #define RCC_FLAG_LSERDY ((uint8_t)((CSR_REG_INDEX << 5U) | POSITION_VAL(RCC_CSR_LSERDY))) /*!< External Low Speed oscillator Ready */

stm32获取复位标志的宏:__HAL_RCC_GET_FLAG(FLAG)

/* 公众号:轻松学长 */ /** @brief Check RCC flag is set or not. * @param __FLAG__ specifies the flag to check. * This parameter can be one of the following values: * @arg @ref RCC_FLAG_HSIRDY HSI oscillator clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_MSIRDY MSI oscillator clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_HSERDY HSE oscillator clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_PLLRDY Main PLL clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_LSERDY LSE oscillator clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_LSECSS CSS on LSE failure Detection (*) * @arg @ref RCC_FLAG_LSIRDY LSI oscillator clock ready. * @arg @ref RCC_FLAG_OBLRST Option Byte Load reset * @arg @ref RCC_FLAG_PINRST Pin reset. * @arg @ref RCC_FLAG_PORRST POR/PDR reset. * @arg @ref RCC_FLAG_SFTRST Software reset. * @arg @ref RCC_FLAG_IWDGRST Independent Watchdog reset. * @arg @ref RCC_FLAG_WWDGRST Window Watchdog reset. * @arg @ref RCC_FLAG_LPWRRST Low Power reset. * @note (*) This bit is available in high and medium+ density devices only. * @retval The new state of __FLAG__ (TRUE or FALSE). */ #define __HAL_RCC_GET_FLAG(__FLAG__) (((((__FLAG__) >> 5U) == CR_REG_INDEX)? RCC->CR :RCC->CSR) & (1U << ((__FLAG__) & RCC_FLAG_MASK)))

stm32清除复位标志的宏:__HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS()

/* 公众号:轻松学长 */ /** @brief Set RMVF bit to clear the reset flags. * The reset flags are RCC_FLAG_PINRST, RCC_FLAG_PORRST, RCC_FLAG_SFTRST, * RCC_FLAG_IWDGRST, RCC_FLAG_WWDGRST, RCC_FLAG_LPWRRST */ #define __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS() (RCC->CSR |= RCC_CSR_RMVF)

2.1 代码思路

看了对上面对控制/状态寄存器(RCC_CSR)的描述,代码的思路就已经很明显了,通过RCC_CSR寄存器中的复位状态标志位获取复位事件来源,应用层做复位标志位,最后清除复位标志。

  • 定义复位类型枚举
/* 公众号:轻松学长 */ /* Reset Flag Status */ typedef enum { RCC_RESET_FLAG_NONE = 0x00, /*!< None Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_IWDGRST = 0x01, /*!< Independent Watchdog Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_SFTRST = 0x02, /*!< Software Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_PORRST = 0x03, /*!< POR/PDR Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_PINRST = 0x04, /*!< PIN Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_LPWRRST = 0x05, /*!< Low-Power Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_OBLRST = 0x06, /*!< Options Bytes Loading Reset Flag */ RCC_RESET_FLAG_WWDGRST = 0x07 /*!< Window Watchdog Reset Flag */ }RCC_RESET_FLAG_TypeDef;
  • 获取STM32复位类型
/* 公众号:轻松学长 */ RCC_RESET_FLAG_TypeDef RCC_ResetFlag_GetStatus(void) { RCC_RESET_FLAG_TypeDef ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_NONE; if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_IWDGRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_IWDGRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_SFTRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_SFTRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_PORRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_PORRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_PINRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_PINRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_LPWRRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_LPWRRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_OBLRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_OBLRST; } else if (__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_WWDGRST) != RESET) { ResetStatusFlag = RCC_RESET_FLAG_WWDGRST; } __HAL_RCC_CLEAR_RESET_FLAGS(); return ResetStatusFlag; }

到这里就结束啦,这只是应用在STM32单片机上的复位类型判断思路及案例。其他的单片机一样的思路,也可以实现同样的问题,注意查看其官方手册对相应寄存器的描述即可。


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