胡薇 發表於 2018-08-10 11:33:20
說到復位，我們都不會陌生，系統基本都有一個復位按鍵。復位的種類有很多：上電復位、掉電復位、復位引腳復位、看門狗復位、軟體復位等。本文探討的就是在stm32中復位電路如何設計。
STM32介紹
STM32系列基於專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARMCortex®-M0，M0+，M3, M4和M7內核在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導體已經推出STM32基本型系列、增強型系列、USB基本型系列、互補型系列；新系列產品沿用增強型系列的72MHz處理頻率。內存包括64KB到256KB快閃記憶體和 20KB到64KB嵌入式SRAM。
新系列採用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結合STM32平臺的設計理念，開發人員通過選擇產品可重新優化功能、存儲器、性能和引腳數量，以最小的硬體變化來滿足個性化的應用需求。
stm32復位電路設計
復位電路的作用是為了是系統恢復到初始狀態的，單片機的復位方式也是存在好幾種的：上電復位，系統復位，備份區域復位
上電復位：其產生的條件是，當系統上電、掉電，以及系統從待機模式返回時，發生電源復位。電源復位能夠復位除了備份區域寄存器之外的所有寄存器的狀態。
系統復位：以下任一事件發生時，均能產生一個系統復位：
1. NRST引腳上的低電平(外部復位)
2. 窗口看門狗計數終止(WWDG復位)
3. 獨立看門狗計數終止(IWDG復位)
4. 軟體復位(SW復位)
5. 低功耗管理復位
系統復位能夠復位除時鐘控制寄存器CRS中的復位標誌和備份區域中的寄存器之外的所有寄存器。
備份區域復位：對於備份區域的復位，一種是在軟體復位的時候設定備份區域控制寄存器中的對應位產生的；另一種是當電源和電池都掉電又重新上電時產生的。
平常我們常用的復位方式有兩種，一種是NRST引腳的低電平復位，通過按鍵復位電路給這個引腳一個低電平，讓系統完成復位，另一種大家都知道，那就是上電復位了，有時候是復位電路莫名失效了，有時是剛啟動的時候，雖然用的沒有按鍵復位電路多，不過也算是很常用的一種復位方式了。按鍵復位電路直接給圖了，網上的講解可能把這電路圖都講爛了，我就不費口舌了。
電容充電時間計算：T = 1.1RC = 1.1 * 10000 * 0.0000001 = 0.0011s = 1.1ms
STM32 內核復位 與 系統復位
內核復位與系統復位的區別
本文說的內核是指處理器內核，也就是MPU（Microprocessor Unit）。比如STM32F103，其內核就是Cortex-M3內核。
而這裡的系統就是包含內核和外設，也就是MCU（Microcontroller Unit），對於STM32F103來說，就是Cortex-M3內核+各種外設接口。
內核復位：只復位Cortex-M3處理器，而不復位外設如GPIO、TIM、USART、SPI等的寄存器。
系統復位：即復位Cortex-M3處理器，又復位外設寄存器。
因此，我們常說的復位一般指的是系統復位。
內核復位與系統復位的函數原始碼
本文以Cortex-M3（STM32F103）為例來說明，其他晶片類似。
編寫了4個復位函數，內核復位（C語言）、內核復位（彙編）和系統復位（C語言）、系統復位（彙編）：
void NVIC_CoreReset(void); //內核復位（C語言）
void NVIC_CoreReset_a(void); //內核復位（彙編）
void NVIC_SystemReset(void); //系統復位（C語言）
void NVIC_SystemReset_a(void); //系統復位（彙編）
在ST官方庫中的core_cm3.h文件中已經提供了NVIC_SystemReset的C語言原始碼。
Cortex-M3允許由軟體觸發復位序列，用於特殊的調試或維護。在Cortex-M3中，有兩種方法可以實現自我復位。
第一種方法：置位 NVIC 中應用程式中斷與復位控制寄存器(AIRCR)的 VECTRESET 位（位偏移：0）。
NVIC_CoreReset內核復位
這種復位的作用範圍覆蓋了整個Cortex-M3處理器，除了調試邏輯之外的所有角落，但是它不會影響到Cortex-M3處理器外部的任何電路，所以STM32上的各片上外設和其它電路都不受影響。
編寫的NVIC_CoreReset函數C語言源碼：
staTIc __INLINE void NVIC_CoreReset（void）
{
__DSB（）;
//置位VECTRESET
SCB-》AIRCR = （（0x5FA 《《 SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos） |
（SCB-》AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk） |
SCB_AIRCR_VECTRESET_Msk）;
__DSB（）;
while（1）;
}彙編版函數源碼：
__asm void NVIC_CoreReset_a(void)
{
LDR R0, =0xE000ED0C
LDR R1, =0x05FA0001 //置位VECTRESET
STR R1, [R0]
deadloop_Core
B deadloop_Core
}
內核復位主要注意：SCB_AIRCR_VECTRESET_Msk和LDR R1, =0x05FA0001，這是和系統復位唯一的區別。
第二種方法：置位 NVIC 中應用程式中斷與復位控制寄存器(AIRCR)的 SYSRESETREQ位（位偏移：2）。
NVIC_SysReset系統復位
系統復位是置位同一個寄存器中的SYSRESETREQ位。這種復位則會波及整個晶片上的電路：它會使Cortex-M3處理器把送往系統復位發生器的請求線置為有效。但是系統復位發生器不是Cortex-M3的一部分，而是由晶片廠商實現，因此不同的晶片對此復位的響應也不同。因此，讀者需要認真參閱晶片規格書，明白當發生片內復位時，各外設和功能模塊都會回到什麼樣的初始狀態，或者有哪些功能模塊不受影響（比如，STM32系列的晶片有後備存儲區，該區就被特殊對待）。
大多數情況下，復位發生器在響應 SYSRESETREQ 時，它也會同時把Cortex-M3處理器的系統復位信號(SYSRESETn)置為有效。通常，SYSRESETREQ不應復位調試邏輯。
這裡有一個要注意的問題：從SYSRESETREQ被置為有效到復位發生器執行復位命令，往往會有一個延時。在此延時期間，處理器仍然可以響應中斷請求。但我們的本意往往是要讓此次執行到此為止，不要再做任何其它事情了。所以，最好在發出復位請求前，先把FAULTMASK置位。可以採用下列彙編語句：__disable_fault_irq();。
core_cm3.h中提供的NVIC_SystemReset函數C語言源碼：
staTIc __INLINE void NVIC_SystemReset(void)
{
SCB->AIRCR = ((0x5FA << SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos) |
(SCB->AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk) |
SCB_AIRCR_SYSRESETREQ_Msk);
__DSB(); /* Ensure compleTIon of memory access /
while(1); /* wait unTIl reset */
}
彙編版函數：
__asm void NVIC_SysReset_a(void)
{
LDR R0, =0xE000ED0C
LDR R1, =0x05FA0004
STR R1, [R0]
deadloop_Sys
B deadloop_Sys
}
結語
某些系統允許復位，但對外設又有特殊要求：某一個IO狀態不能因為復位而改變，某一個定時器計數器不能改變等。例子：A系統通過一個IO控制B系統的電源，而這個IO置高時才開啟B系統的電源。
正常工作過程中，B系統只有收到A系統關機命令任務才會進行關機（也就是說不能掉電關機），而A系統在工作過程中有復位的需求。
這個時候如果使用常規的復位方式，就會復位IO，不符合要求。如果有一種方式只復位內核而不復位外設就好了。
關於stm32復位電路相關介紹就到這了，希望通過本文能讓你對stm32復位電路有更深的認識，如有不足之處還望海涵。
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