MM32F0040的時鐘安全系統(tǒng)有什么作用

MM32F0040 是一款搭載高性能 Arm? Cortex?-M0 作為內(nèi)核的 32 位微控制器，最高工作頻率可達到72MHz，提供 32KB FLASH 和 4KB SRAM。MM32F0040 系列 MCU 適用于多種應(yīng)用場合，如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、PC外設(shè)、電子門鎖控制、醫(yī)療和保健設(shè)備、手持設(shè)備、電機控制、電梯呼叫面板、游戲娛樂以及 8/16 位 MCU 升級替換。

我們對客戶經(jīng)常問到的問題進行一一解答。

MM32F0040 的時鐘源有哪些？

分析案例

MM32F00040有四個系統(tǒng)時鐘源：

高速內(nèi)部時鐘（HSI 上電后默認），頻率為 8MHz，全溫全壓范圍時鐘精度 ±2.5%

高速外部時鐘（HSE），有源晶振頻率范圍是 2MHz ~ 32MHz ，無源晶振頻率范圍是 4MHz ~ 24MHz

鎖相環(huán)（PLL）：當(dāng) HSI（或 HSE）作為 PLL 時鐘源時， HSI（或 HSE）不可關(guān)閉

低速內(nèi)部時鐘（LSI）

參考建議

MCU 時鐘輸出（MCO）允許時鐘輸出到外部 MCO 引腳上。相應(yīng) GPIO 端口的配置寄存器必須被配置為相應(yīng)功能?？梢赃x擇以下 6 個時鐘信號中的一個作為 MCO 時鐘：

用戶可以通過 MCU 時鐘輸出確認配置的時鐘，受限于 MCU 的 IO 的速度，建議 MCO 輸出頻率小于 24M，配置如下：

案例十

MM32F0040 的時鐘安全系統(tǒng)有什么作用？要怎么使用？

分析案例

時鐘安全系統(tǒng)可以監(jiān)測HSE時鐘是否失效，一旦發(fā)現(xiàn) HSE 時鐘失效，將自動切換系統(tǒng)時鐘源到 HSI，并引發(fā)NMI 中斷，在 NMI 中斷中對時鐘做處理，從而確保時鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

用戶可以根據(jù)實際的需求選擇是否使能時鐘安全系統(tǒng)，一旦啟用 CSS，如果 HSE 時鐘發(fā)生故障，CSS 中斷發(fā)生，并自動生成 NMI 中斷。除非 CSS 中斷掛起位被清除，否則 NMI 將被不停地執(zhí)行。因此，在 NMI 的處理程序中，用戶必須通過設(shè)置時鐘中斷寄存器（RCC_CIR）的 CSSC 位為 1 來清除 CSS 中斷。

時鐘安全系統(tǒng)啟用的步驟如下：

配置控制狀態(tài)寄存器 （RCC_CSR）的 LSION 位為 1 和 LSI_OEN_LV 位為 1，使能 LSI

等待控制狀態(tài)寄存器 （RCC_CSR） 中的 LSIRDY 位被置位為 1，表示 LSI 穩(wěn)定，可輸出有效時鐘

配置時鐘控制寄存器（RCC_CR）中的 CSSON 位為 1 ，時鐘安全系統(tǒng)使能

案例十一

MM32F0040 有 SysTick 嗎？如何配置？

分析案例

SysTick 系統(tǒng)定時器是屬于 ARM-M 內(nèi)核中的一個外設(shè)。系統(tǒng)定時器是一個 24bit 的向下遞減的計數(shù)器，RCC 通過 AHB 時鐘 8 分頻后供給 CPU 系統(tǒng)定時器的（SysTick）外部時鐘。當(dāng)重裝載數(shù)值寄存器的值遞減到 0 的時候，系統(tǒng)定時器就產(chǎn)生一次中斷，將從RELOAD 寄存器中自動重裝載定時初值，開始新一輪計數(shù)，以此循環(huán)往復(fù)。只要不把它在 SysTick 控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息。

SysTick定時器位于在NVIC中，用于產(chǎn)生SysTick異常，并且SysTick中斷的優(yōu)先級也可以設(shè)置。

參考建議

SysTick有四個寄存器，分別為CTRL（控制與狀態(tài)寄存器）、LOAD（自動重裝載值寄存器）、VAL（當(dāng)前值寄存器）、CALIB（校準值寄存器）。配置參考鏈接：

Cortex-M0中斷控制和系統(tǒng)控制

案例十二

MM32F0040 有幾種看門狗？它們分別有什么作用？

分析案例

MM32 系列 MCU 都有兩個看門狗：獨立看門狗和窗口看門狗。

獨立看門狗：

獨立看門狗是一個 12 位的遞減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器的值從某個值一直減到 0 的時候，系統(tǒng)就會產(chǎn)生一個復(fù)位信號或者中斷信號，即 IWDG_RESET或IWDG_IRQ。如果在計數(shù)沒減到 0 之前，刷新了計數(shù)器的值的話，那么就不會產(chǎn)生復(fù)位信號，這個動作就是我們經(jīng)常說的喂狗。

獨立看門狗的時鐘由獨立的 RC 振蕩器 LSI 提供，即使主時鐘發(fā)生故障它仍然有效，有獨立的時鐘源，可以與內(nèi)部高速時鐘形成相互監(jiān)督的功能。LSI 的頻率一般在 20~80KHz 之間，根據(jù)溫度和工作場合會有一定的漂移，我們一般取 40KHz，所以獨立看門狗的定時時間并不是非常精確，只適用于對時間精度要求比較低的場合。

窗口看門狗：

窗口看門狗跟獨立看門狗一樣，也是一個遞減計數(shù)器不斷的往下遞減計數(shù)，當(dāng)減到一個固定值 0x40 時還不喂狗的話，產(chǎn)生復(fù)位，這個值叫窗口的下限，是固定的值，不能改變。這個是跟獨立看門狗類似的地方，不同的地方是窗口看門狗的計數(shù)器的值在減到某一個數(shù)之前喂狗的話也會產(chǎn)生復(fù)位，這個值叫窗口的上限，上限值由用戶獨立設(shè)置。窗口看門狗計數(shù)器的值必須在上窗口和下窗口之間才可以喂狗。

參考建議

獨立看門狗的設(shè)計初衷是為了檢測和解決由軟件錯誤所引起的故障，它的原理可簡述為：當(dāng)獨立看門狗（IWDG）計數(shù)器不斷遞減到達給定數(shù)值時，產(chǎn)生一個系統(tǒng)復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位，從而提高系統(tǒng)整體安全性能。

在 MM32F0040 中，獨立看門狗可以配置成不復(fù)位系統(tǒng)的外部中斷方式，可用于對時鐘精度要求不高的短周期低功耗喚醒的應(yīng)用場景。

硬件看門狗及選項字節(jié)操作配置參考鏈接：

硬件看門狗及選項字節(jié)操作

窗口看門狗就是其喂狗時間有上下限范圍的（窗口） 看門狗，主要用于檢測由外部干擾和可預(yù)測的邏輯條件導(dǎo)致程序跑飛所引起的軟件問題。

案例十三

MM32F0040 的 I2C 接口有兩種速率模式，我們在實際應(yīng)用中需要注意些什么嗎？

分析案例

MM32F0040 的 I2C 支持兩種速率模式：

標準模式，數(shù)據(jù)傳輸速率為 0~100kbps

快速模式，數(shù)據(jù)傳輸速率最大為400kbps

I2C 接口是掛載在 PCLK1 時鐘總線上的，為達到標準I2C 的最大頻率，要求 PCLK1 的時鐘頻率必須大于 3MHz；為達到快速 I2C 的最大頻率，要求 PCLK1 的時鐘頻率必須大小 12MHz。

MM32F0040 的 I2C 接口符合標準 I2C 通信協(xié)議，但有如下限制：SDA 和 SCK 不是“真”的開漏引腳，當(dāng)配置為開漏輸出時，在引出腳和 VDD 之間的 PMOS 管被關(guān)閉，但仍然存在，這個在實際應(yīng)用電路設(shè)計時，需要關(guān)注。

案例十四

MM32F0040 的 UART 通訊波特率容忍度如何？

分析案例

在實際項目中使用 UART 接口與其它設(shè)備進行通訊交互數(shù)據(jù)時，由于運行環(huán)境等多因素的影響，存在因時鐘偏差導(dǎo)致收發(fā)雙方波特率產(chǎn)生偏差的情況。MM32F0040 為了提高接收端對波特率變化的容忍度，在 STOP 狀態(tài)時，當(dāng)三次數(shù)據(jù)采樣完成后，接收端就會開始準備下一幀數(shù)據(jù)的接收。當(dāng)收發(fā)雙方波特率偏差處于 ±3% 以內(nèi)時，仍然能夠保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。

同時 MM32F0040 支持硬件波特率自適應(yīng)功能，配置參考鏈接：

UART硬件波特率自適應(yīng)