PDR_ON出現(xiàn)的相關(guān)異?，F(xiàn)象分析和解決方法介紹

一些STM32產(chǎn)品能夠使能/失能內(nèi)部電源監(jiān)視器，通過PDR_ON引腳電平進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)。PDR_ON引腳電平為低時(shí)，內(nèi)部電源監(jiān)視器關(guān)閉；當(dāng)PDR_ON引腳電平為高時(shí)，內(nèi)部電源監(jiān)視器使能。

內(nèi)部電源監(jiān)視器影響的功能包括：POR（上電復(fù)位）、PDR（掉電復(fù)位）、BOR（欠壓復(fù)位）、PVD（可編程電位檢測(cè)）、VBAT功能。其中，VBAT功能包括：維持后備寄存器/存儲(chǔ)器，為RTC、LSE振蕩器提供后備供電和維持其在掉電時(shí)工作。

在使用低電壓電源的低功耗應(yīng)用中，當(dāng)VDD低至最低供電電壓附近時(shí)，PDR_ON管腳需要進(jìn)行合理配置。一般當(dāng)VDD在1.7V~1.9V之間時(shí)【不同系列可能略有差異，以手冊(cè)中VDD范圍為準(zhǔn)】，可以考慮通過拉低PDR_ON管腳關(guān)閉內(nèi)部電源監(jiān)視器。當(dāng)PDR_ON拉低時(shí)，內(nèi)部電源管理器被關(guān)閉，POR和PDR功能停止工作，這樣可以避免由于供電在POR/PDR閾值附近的電壓波動(dòng)而引起頻繁的POR/PDR復(fù)位。當(dāng)然，如果VDD一定不低于1.8V，則可將PDR_ON置高，不必關(guān)閉內(nèi)部電源管理器。

如下電氣參數(shù)表，摘自

DS11189（STM32F469xx）。當(dāng)VDD較低時(shí)，在VDD紋波下，可能出現(xiàn)滿足POR/PDR的觸發(fā)條件。 例如1.8V供電，紋波在60mV，則VDD供電在1.74~1.86V之間波動(dòng)，反復(fù)出現(xiàn)POR/PDR，這種情況就一定要考慮PDR_ON功能，將其下拉，關(guān)閉內(nèi)部電源管理器。

PDR_ON拉低時(shí)，內(nèi)部電源管理器失能，需要添加外部電源管理器。具體實(shí)現(xiàn)電路可參考AN4488。

注：僅在具有PDR_ON引腳封裝的STM32產(chǎn)品才能關(guān)閉電源監(jiān)視器。沒有PDR_ON功能的STM32，默認(rèn)使用內(nèi)部電源監(jiān)視器工作。

異?，F(xiàn)象描述

客戶應(yīng)用中，采用的電源為1.86V左右。根據(jù)上述分析，客戶考慮到VDD波動(dòng)低至1.8V（更準(zhǔn)確來說，對(duì)應(yīng)PDR域的最大值1.76V）的情況。將PDR_ON引腳下拉，關(guān)閉了內(nèi)部電源管理器。

在壓力測(cè)試環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備快速掉電重啟時(shí)，MCU工作異常。異常后，即使通過熱重啟，MCU無法恢復(fù)工作，只能通過冷重啟使其恢復(fù)。 如果設(shè)備掉電重啟間隔時(shí)間長，則不存在這種問題。

原因分析

在展開分析時(shí)，先看一下采用電路的示意圖，如下。

其中，PDR_ON采用下拉形式，根據(jù)上面介紹，內(nèi)部電源管理器失能（內(nèi)部的POR/PDR功能關(guān)閉）。

上圖為NRST部分電路示意圖，外部NRST引腳外接了100nF電容，與內(nèi)部上拉電阻組成阻容電路，上電和下電時(shí)VDD和NRST信號(hào)如下圖所示。在上電過程中，VDD有效時(shí)，NRST依然處于使能狀態(tài)（低電位），起到了上電復(fù)位效果。但是能夠看出，這種電路實(shí)現(xiàn)不會(huì)達(dá)到快速掉電復(fù)位效果。

經(jīng)過與客戶溝通，應(yīng)用中存在掉電重啟間隔非常短的情況。同時(shí)，由于VDD耦合電容的存在，VDD掉電同樣是一個(gè)放電過程，存在如下波形圖。

圖中紅框內(nèi)，VDD電壓已經(jīng)下降到遠(yuǎn)低于MCU的正常供電范圍（1.7~3.6V）。但是由于缺乏PDR，盡管NRST也在下降，但總體仍然處于非激活狀態(tài)（高電位）。這會(huì)導(dǎo)致MCU運(yùn)行在非正常供電下，甚至是VDD很低的情況下工作，而這種情況在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中明確表示，運(yùn)行在工作范圍外，MCU無法正常工作。而紅色部分，就是由于MCU工作已經(jīng)異常，所以在再次上電時(shí)，MCU已經(jīng)無法正常工作， tRSTTEMPO部分也無法正常生效（tRSTTEMPO對(duì)應(yīng)部分如下圖介紹）。

掉電重啟間隔時(shí)間長，VDD放電充分，即使MCU工作異常，在充分掉電后，MCU也完全停止工作。再次上電時(shí)，則不會(huì)受到影響。

根據(jù)分析，異常出現(xiàn)的原因：在低電壓供電需求下，關(guān)閉內(nèi)部電源管理器時(shí)，并沒有在外部增加電源管理單元實(shí)現(xiàn)類似功能。使MCU在極低供電電壓下依然工作，引發(fā)MCU工作異常。

注：經(jīng)過實(shí)測(cè)，STM32F469內(nèi)部電源管理器的關(guān)閉，并不影響上圖中tRSTTEMPO部分的功能。

總結(jié)及建議

MCU電源電路相對(duì)簡單。但是在實(shí)際開發(fā)中，建議完全參考數(shù)據(jù)手冊(cè)和《Getting started with xxxx MCU hardware development》中電源部分設(shè)計(jì)，避免由于對(duì)ST MCU不熟悉引發(fā)的硬件設(shè)計(jì)問題。