Буквального через несколько часов 2011 год уйдет, чтобы 2012 вступил в должность. Не могу сказать, каким для меня был этот год, хорошим или плохим. Было и то и то.

А я желаю всем, чтобы будущий 2012 год был исключительно хорошим. Даже не просто хорошим, а замечательным!

Всех с Новым Годом!

]]> http://argrento.org/2011/12/31/%d0%bf%d0%be%d0%b7%d0%b4%d1%80%d0%b0%d0%b2%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-2/feed/ 0 Кирилл http://argrento.org/2011/12/31/stm32-r%d1%81/ http://argrento.org/2011/12/31/stm32-r%d1%81/#comments Sat, 31 Dec 2011 18:15:09 +0000 Admin http://kirik444.wordpress.com/?p=872 ]]>

6. Сброс и тактирование

Данный раздел применим ко всем устройствам STM32F100xx, если не указано обратное.

6.1 Сброс

Существует три типа сброса:систеный сброс, сброс по питанию и сброс резервного домена.

6.1.1 Системный сброс

Системный сброс возвращает все регистры к их первоначальному значению, но не затрагивая флаги сброса в регистре настройки тактирования CSR и регистры резервного домена.

Системный сброс может происходить вследствие пяти событий.

1. Низкий уровень на пине NRST (внешний сброс ).

2. Событие сброса от оконного сторожевого таймера (WWDG reset).

3. Сброс от независимого сторожевого таймера (IWDG reset)

4. Программный сброс (SW reset)

5. Сброс при пониженном энергопотреблении.

Источник сброса можно определить в регистре RCC_CSR (RCC Control/Status Register) с помощью функции

ПеременнаяRCC_FLAGсодержит название флага:

• RCC_FLAG_HSIRDY : Готовность HSI.

• RCC_FLAG_HSERDY: Готовность HSE.

• RCC_FLAG_PLLRDY: Готовность PLL.

• RCC_FLAG_LSERDY: Готовность LSE.

• RCC_FLAG_LSIRDY: Готовность LSI.

• RCC_FLAG_PINRST: Произошел внешний сброс.

• RCC_FLAG_PORRST: Произошёл сброс от POR/PDR.

• RCC_FLAG_SFTRST: Произошёл программный сброс.

• RCC_FLAG_IWDGRST: Сброс от независимого сторожевого таймера.

• RCC_FLAG_WWDGRST: Сброс от оконного сторожевого таймера.

• RCC_FLAG_LPWRRST: Сброс при пониженном питании.

Возвращает функция 2 значения:

• DISABLE= 0.
• ENABLE= !DISABLE.

Программный сброс.

Чтобы вызвать программный сброс, необходимо установить битSYSRESETREQ.

6.1.2 Сброс по питанию

Такой сброс может происходить из-за 2 событий:

1. Сброс при включении/выключении питания (POR/PDR).

2. Сброс при выходе из режима ожидания.

Сброс по питанию возвращает значения по умолчанию всем регистрам, кроме регистров резервного домена.

На рисунке сверху представлена упрощенная схема системы сброса. Генератор импульсов гарантирует, что длительность импульса сброса будет не менее 20 микросекунд.

6.1.3 Сброс резервного домена

Обнуление резервного домена может быть осуществлено двумя способами:

1. Программный сброс, вызываемый установкой бита BDRST регистра RCC_BDCR , либо вызовом функции

   void RCC_BackupResetCmd ( FunctionalState NewState ) ;

2. Подача высокого уровня на V_DD или V_BAT если до этого на обоих выводых был низкий уровень.

6.2. Тактирование

Чтобы завести системное тектирование (SYSCLK), можно использовать три первичных источника тактирующего сигнала:

• Внутренний высокоскоростной (HSI – Hight Speed Internal).

• Внешний высокоскоростной (HSE – High Speed External).

• PLL – Phase Locked Loop.

А еще есть два вторичных источника:

• Внутренняя RC- цепочка на 40 кГц (LSI RC – Low Speed Internal RC). Этот источник обычно используется для тактирования независимого сторожевого таймера а также может использоваться RTC для автопробуждения из режима ожидания/останова.

• Низкочастотный внешний генератор на 32.768 кГц (LSE crystal – Low Speed External Crystal – внешний часовой кварц ).

Каждый источник тактирования может быть включен или отключен для экономии энергии.

6.2.1 HSE

Этот сигнал можеть быть получен от двух источников:

• Внешний кристалл или керамический резонатор.

• Внешний тактирующий сигнал.

Резонатор и нагрузочные конденсаторы необходимо размещать как можно ближе к соответствующим выводам контроллера, чтобы минимизировыать влияние помех и уменьшить время стабилизации при запуске.

Тактирование высокоскоростное (HSE)

Источник, разумеется, должен быть подключен к контроллеру. Такой тип тактирования может быть выбран за счет установки битов HSEBYP и HSEON в регистре управления тактированим (RCC_CR).

Также тактирование может вестись от кварцевого генератора. Диапазон частот: от 4 до 24 МГц. В регистре управления тактированием есть флаг HSERDY ( RCC_FLAG_HSERDY). Если он сброшен, это означает, что источиксигнала не готов и не может использоваться для тактирования.

Настройка работы HSE задается с помощью функции

Переменная RCC_HSEможет принимать следующие значения:

• RCC_HSE_OFF: отключить HSE.

• RCC_HSE_ON: включить HSE.

• RCC_HSE_Bypass : тактирование от внешнего источника.

Для ожидания готовности HSE можно использовать функцию

Возвращает одно значение из двух возможных:

• ERROR = 0.

• SUCCESS = !ERROR.

Тактирование от высокоскоростного внутреннего источника (HSI)

Внутренняя RC-цепочка на 8 МГц может быть использована для тактирования системы напрямую или будучи разделенной на 2 и как входPLL.

Начало работы с этой цепочко происходит быстрее, чем сHSE,но в то же время, точностьRC-цепочки ниже.

Включается тактирование вызовом функции:

CпараметромENABLE.

Калибровка

ВнутренняяRC-цепочка откалибрована на заводеSTдо точности 1% при температуре в 25 градусов.

После сброса заводская калибровка загружается в битыHSICAL[7:0]регистраRCC_CR.

Поскольку температура и вольтаж, при котором эксплуатируется контроллер, меняются со временем и часто отличаются от заводских условий, это может повляеть на частоту цепочки. Можно перекалибровать цепочку самостоятельно с помощью записи значения в битыHSITRIM[4:0]регистраRCC_CR.Или можно воспользоваться функцией:

ПеременнаяHSICalibrationValueдолжна содержать в себе число от 0x00до 0x1F.

PLL

PLL может быть использован для увеличения частоты HSI или для уменьшения HSE в 1..16 раз. Конфигурация PLL должна быть осуществлена после его запуска, так как потом доступ к регистра настройки будет заблокирован.

Выходная частота PLL должна быть в диапазоне от 16 до 24 МГц!

Настройка PLL осуществляется функцией

Первая переменнаяRCC_PLLSourceопределяет источник тактирования для входа PLL.

• RCC_PLLSource_HSI_Div2: HSI, с частотой, деленной на 2.

• RCC_PLLSource_HSE_Div1: HSE.

• RCC_PLLSource_HSE_Div2: HSE, с частотой, деленной на 2.

Вторая переменная RCC_PLLMul определяет величину, на которую будет умножена частота.

• RCC_PLLMul_x :гдеXменяется в диапазоне от 2 до 16.

ВключаетсяPLLвызовом функции

CпараметромENABLE.

LSE

Это низкочастотный генератор или керамический резонатор на 32.768 кГц. И он может использоваться как экномичный высокоточный источник тактирования для RTC. Настраивается он вызовомфункции

ПараметрRCC_HSEможет принимать следующие значения:

• RCC_LSE_OFF: отключить LSE.

• RCC_LSE_ON: включить LSE.

• RCC_LSE_Bypass : тактирование от внешнего источника.

LSI

Это внутренняяRC-цепочка на 40 кГц, которая продолжает работает в режимах останова и ожидания для независимого сторожевого таймера(IWDG)и модуля автопробуждения(AWU).

ВключаетсяLSIвызовом функции

CпараметромENABLE.

LSIнельзя отключить, если работаетIWDG.

ТактированиеRTC

Источником тактированияRTCмогут быть:

• Низкочастотные внешний или внутренний источники (LSE, LSI).

• Высокоскоростной внешний источник, частота которого поделена на 128.

ПараметрRCC_RTCCLKSourceможет принимать следующие значения:

• RCC_RTCCLKSource_LSE: и сточник – LSE.

• RCC_RTCCLKSource_LSI: и сточник – LSI.

• RCC_RTCCLKSource_HSE_Div128: источник — HSE, с частотой, поделенной на 128.

Включается тактированиеRTCвызовом функции

CпараметромENABLE.

Необходимо учитывать следующее:

• Если источник тактирования RTC — LSE.

  • RTC продолжает функционировать даже после того, как V _DD отключен за счёт питания, поступаемого от V _BAT .

• Если источник тактирования модуля автопробуждения (AWU) – LSI.

  • Состояние AWU при V _DD = 0 не определено .

• Если источник тактирования RTC — HSE/128.

  • Состояние RTC при V _DD = 0 или при отключенном внутреннем контроллере напряжения не определено .

  • Бит DPB, отвечающий за отключение защиты резервного домена от записи, должен быть установлен в 1.

Рис. 1. Дорожки.

На рисунке сверху стрелками указаны дорожки разной толщины, прорисованные автоматически.

Когда бывает это необходимо?

 Знающий читатель, посмотрев на первый рисунок, может догадаться, что U3 – L298HN. D1-D8 – диоды по даташиту, P10-1 и P10-2 – клеммники для подключения обмоток шагового двигателя. Шаговые двигатели, используемые в проекте с этой платой, кушают порядка 3.5 ампер. Помимо силовых дорожек еще есть цифровые, по которым протекают токи на порядок меньшие. Логично предположить, что все дорожки сделать тонкими по 0.3-0.4 мм нельзя, так как ток в 3.5 ампера такие дорожки не потянут, а сделать все дорожки по 1.5 миллиметра нельзя, потому что авторут может несправиться с разводкой.

Как настроить Altium для этого?

 В файле PCB выбираем сверху Design -> Classes. Перед нами открывается окно «Object Class Explorer», в котором можно настроить классы дорожек, компонентов, слоёв и так далее.  Поскольку мы никаких классов еще не создали, то единственный класс дорожек Net Classes - <All Nets>. Это класс, который присутствует по-умолчанию в каждом проекте и содержит все дорожки, задействованные в проекте.

Рис. 2. Всего один класс.

Щелкаем правой кнопкой на Net Classes, в появившемся меню выбираем AddClass. В данном случае нам необходимо создать три класса:

1. DigitalNets –  класс, содержащий в себе все слаботочные, цифровые, дорожки.
2. PowerNets – в этом классе содержатся дорожки, ведущие к силовым компонентам.
3. EmptyNets – а это пустой класс. Его назначение будет объяснено позднее.

Каждый класс содержит в себе две группы: Non-Members и Members. Заполненять группу Members необходимо вдумчиво, поскольку в проекте с большим количеством соединений можно ошибиться и забыть внести необходимую дорожку в нужный класс или, наоборот, добавить одну и ту же дорожку в разные классы.

Теперь, после создания и заполнения классов, необходимо настроить правила автотрассировки с учетом различной толщины дорожек. Делается это следующим образом:  «Auto route» -> «Setup…» -> «Edit Rules…». В этом окне можно настроить правила автотрассировки. На дданный момент нас интересует только одно правило – толщина. Поэтому в левой части окна выбираем «Disign Rules» -> «Routing» -> «Width». Изначально там всего-лишь одно правило «Width», настройки которого нам совершенно не подходят. Создаем 2 новых правила – «PowerNetsWidth»  и  «DigitalNetsWidth».Во вновь созданных правилах необходимо задать правильные параметры.

Рис 3. Настройка правил.

В области Constrains указываем все толщины (минимальная, оптимальная, максимальная) в 1.2 мм. Теперь необходимо указать, к каким дорожкамэто правило должно быть применимо. В области «Where The First Object Matches» выбираем «Net Class», а в верхнем Combo Box’e – PowerNets. Аналогичную манипуляцию производим с «DigitalNetsWidth» только там указываем толщину в 0.5 мм и класс дорожек – DigitalNets.

Необходимо помнить, что правило «Width» главнее всех созданных, поэтому если его не изменить, то наши 2 правила просто проигнорируются. Поэтому в настройках этого правила указываем класс дорожек «EmptyNets».

Во теперь смело нажимаем Apply. А потом с чувством собственного достоинства жмём «Auto Route» -> «All». Теперь плата будет разведена с учетом наших правил.

Конец.

Однажды полетав на самолёте, я влюбился в этот вид транспорта раз и навсегда. Летать, конечно круто, но позволить себе это делать часто я не могу. Поэтому когда я узнал о плэйн-споттинге, был очень рад. С выбором аэропорта для этого дела проблем не возникло по простой причине: моя дача находится в 20 минутах езды от аэропорта Шереметьево (svo.aero).

Бываю я там довольно часто, останавливаюсь под глиссадой на Шереметьевском шоссе. В особо «рыбные» дни, самолёты садится примерно 1 раз в 5 минут. Большинство из них – небольшие, что не есть хорошо, так как летят они надо мной относительно высоко и тихо. Гораздо реже прилетают гиганты типа Boeing 747. В прошлую мою поездку (22.10.11) за 2 часа я увидел только один, когда он меневрировал после взлета (AirBridgeCargo, Москва – Пекин,  Рейс RU 621).

Стоять под глиссадой – это, конечно, захватывающе, но куда круче наблюдать за взлётом-посадкой с ВПП. Да, такое тоже возможно. Это относительно регулярная практику у современных аэропортов. В SVO последний раз это было 23 сенятбря. Фотоотчет тут: www.kamensky.ru/2011/photo/svo-spot/

Теперь немного моих фотографий. Они, конечно, не настолько крутые, как в вышеупомянутом блоге, но тоже ничего.  :-)

1. Боинг 747. Москва – Пекин. Маневрировал после взлета, поэтому фотография несколько блеклая.

2. Самолёт Чешских авиалиний. Аэробус А320. Трекер, почему-то, показывал, что этот самолёт летел рейсом Адлер – Москва.

3. Довольно интересный самолётик. Falcon Aviation Services Embraer ERJ-135BJ Legacy 600. В общем расписании отсутсвовал, поэтому аэродром отправления установить не удалось.

 4. Самолёт компании ДонАвиа. Боинг 737. Следовал из Ростова-на-Дону в Москву.

Внимательный читатель спросит, как же я определяю тип самолёта и его маршрут. А всё очень просто. Самое главное – записать бортовой номер самолёта. А дальше идем на сайт http://www.flightstats.com/ и узнаем всю нужную информацию о рейсе.

Кстати, для тех, кто хочет следить за самолётами не только у аэропорта с фотоаппаратом, но и дома, то есть замечательные сайты:

1. http://www.flightradar24.com/- сайт, на котором отображается положение всех самолётов над Европой, частично над Россией, международные рейсы из США и Австралии. Есть приложения для девайсов одной яблочной фирмы.

2. http://planefinder.net/ – аналогичный по сути, но более удобный интерфейс. И показаны все рейсы США, даже внутренние. Приложения есть для iOS, Android, WP.

Эти два сайта работаеют через интернет. Если же нет возможности сидеть в интернете постоянно, то есть другой способ – это воспользоваться системой ADS-B. Эта аббревиатура расшифровывается так – Automatic Dependent Surveillance – Broadcast. В основе технологии – передатчики на самолётах, транслирующие в эфир информацию о самолёте, на котором установлен передатчик. Информация содержит: высоту самолета, курс, скорость и т.д. Если я заинтересовал, то вот сайт номер 3.

3. http://adsbradar.ru/ – кладезь информации по радар-споттингу.

Этот тоже падает. График внизу показывает изменение высоты спутника за последний год.

Немного о самом спутнике:
ROSAT (сокращение от нем. Röntgensatellit) — немецкая космическая рентгеновская обсерватория. Вращался по круговой орбите с наклонением 53 градуса. Масса – 2400 кг.
Текущее положение спутника:

Мир увидел Developer Preview аж 13 сентября, скачать дистрибутивы можно с официального сайта  Microsoft. Для скачивания доступны 3 версии:

• 64 бита с фишками для разработчиков (SDK, MS VS 11 Express)
• 64 бита для всех, без дополнений для разработчика
• Обычная 32-битная.

Windows поддерживает платформы x86, x64 и ARM (x128). Поддержка последней платформы совместо с заявленным голосовым управлением и нестандартным интерфейсом дает возможность ставить «Восьмерку» на планшеты и тому подобные устройства.

Официальные системные требования таковы:

• 1 gigahertz (GHz) or faster 32-bit (x86) or 64-bit (x64) processor
• 1 gigabyte (GB) RAM (32-bit) or 2 GB RAM (64-bit)
• 16 GB available hard disk space (32-bit) or 20 GB (64-bit)
• DirectX 9 graphics device with WDDM 1.0 or higher driver
• Taking advantage of touch input requires a screen that supports multi-touch
• To run Metro style Apps, you need a screen resolution of 1024 X 768 or greater

Всё как-то приемлемо, в рамках аппетита мелкомягких, но вот 16 или 20 Гб на жестком диске – это уже перебор совсем.

От теории – к практике.

Когда я ставил  W8 на виртуальную машинку, то думал, что установка займет около часа. Однако, я ошибался. Система, действительно, как и обещала Майкрософт, ставится и грузится довольно быстро. А ставил я обычную 64-битную ось безо всяких программерских фишек: прогать для W8 ну совсем никак не хочется.

Установить систему очень просто – надо просто указать диск. После окончания установки и перезагрузки система порадует вот таким черным экраном:

Начальный этап входа.

Дальше надо ввести название своего компьютера. В моём случае совершенно стандартное

Ввод имени ПК.

Следующий шаг предоставит возможность настройки, но мне лень было заморачиваться, поэтому выбор – «Use express settings».

Настройка ОС.

Ввод имени пользователя и пароля. Пароль не хочу вводить. Кстати, имя пользователя не может совпадать с именем ПК.

Имя пользователя.

Дальше промелькнет табличка Welcome, и вот уже операционка запущена и… Подождите, а где же рабочий стол и пуск? Куда он подевался?

Экран-1.

А нет теперь больше кнопки «Пуск», с которой можно начать работу. Её эпоха прошла. По-умолчанию в сборку включено не так то уж и много приложений. Большинство из них – игрухи. Ниже еще 2 скриншота списка программ.

Экран-2.

Экран-3.

Чтобы открыть привычный рабочий стол, надо нажать на картинку с текстом Desktop (см. Экран-1). И если навести мышку в левый нижний угол, то появятся часы и четыре дополнительных кнопки.

Рабочий стол.

Нажатие на кнопку Start вернет нас на Экран-1. Кстати, Проводник тоже переработан, много опций вынесено наверх экрана. Теперь открытая папка напоминает окно Microsoft Word 2007 и старше:

Мой компьютер.

А вот приложениями я не был доволен. Они полный остой. Графика такая, будто в пэйнте рисовалась. На какую-то супер современную разработку не похоже совершенно.

Давайте теперь зальем  контроллер измененную прошивку, которая выводит на экран адрес этого сайта (argrento.org). Последовательность действий такова:

1. Скачать MDK-ARM.  Нужен не IAR или что-то подобное, а именно Keil, потому что проекты подготовлены для последнего.
2. В папке номер 9 (см. предыдущую запись) найдем архив uCOS+uCGUI(FSMC)3.2出厂程序.rar. И распакуем в какую-нибудь папку по легкозапоминающемуся пути. В моём случае это C:\argrento.
3. Дважды кликнем по файлу uCOSDemo.uvproj - откроется uVision4 (IDE от Keil) и будет выглядеть примерно так:
   

   Окно uVision4

4. Пытаться билдить проект бесполезно – выдаст кучу ошибок об отсутсвующих файлах. Необходимо содержимое папки \Source\FWLib\inc скопирвать в  \Source\App. 
5. Теперь в uVision4 в правой части окна надо выбрать ucGUI/Demo и далее файл GUIDEMO_Intro.c. В этом файле правим строку №61, чтобы она была такой:
   

   GUI_DispStringHCenterAt("ARGRENTO.ORG", 140, LCD_GET_YSIZE() - 40);

6. Теперь можно спокойно получать hex-файл (Project -> Build Target или просто нажать F7).
7. Следующий шаг – подготовка платы к прошивке через UART. В правом нижнем углу платы (прямо рядом с дисплеем) находятся два маленьких джампера – JP9 – BOOT0 и JP10 – BOOT1 (см рис.)
   

   Расположение джамперов

   По умолчанию джамперы на BOOT0 и BOOT1 охватывают выводы 1 и 2. Это нормально для работы, но делает невозможным программирование. Необходимо переставить джампер BOOT0 на выводы 2 и 3. Теперь плата готова к прошивке.

8. Далее подключаем плату к ПК через USB (для питания) и через COM-порт (для программирования). На плате com-кабель подсоединяем к разъему CON1.
9. Запускаем программу Flash Loader Demonstrator, которую качаем с диска или с сайта STM. Устанавливаем конфигурацию порта и жмем Next.
   

   Выбор порта

10. Если возникла ошибка, перезагрузите устройство и проверьте хорошо ли кабели входят в гнезда. В случае успешного соединения появится следующее окно с сообзение о готовности девайса.
    

    Соединение успешно.

11. Жмем Next. Следующее окно покажет нам карту флеш-памяти, доступной для программирования.
    

    Flash mapping.

12. Жмем Next. Следующее окно предоставляет нам возиожности по стиранию, программированию, скачивания прошивки, включения/отключения блокировки флеш-памяти. Мы хотим лишь запрограммировать устройство. Для этого ставим точку напротив «Download to Device», указваем путь к hex-файлу и ставим точку рядом с «Erase necessary space». И смело жмем Next – начинаем прошивку.
13. Появляется вот такое окно:
    

    Процесс прошивки.

14. Ждем, пока надпись «Downloading data … » сменится вот такой: 
15. Прошивка закончена. Отключаем питвние платы и джампер BOOT0 переставляем с 2-3 на 1-2. И включаем питание. На экране появляется те же надписи на синем фоне, да вот только одна из них теперь наша собственная, argrento.org.
    

    Результат работы.

Честно говоря, я думал, что эта платка летела ко мне из США. Однако, нет: из Гонконга. Ну да ладно, страна-производитель мне не важна, лишь бы устройство работало. И устройство работает, качество пайки хорошее, всё держится крепко.

На картинке сверху представлена купленная мной платка. Она, кстати, может работать только от USB, что очень хорошо, так как шнура питания в комплекте не было.

Еще в комплекте был COM-шнур и диск с мануалами, софтом и так далее.

О диске подробнее:

Когда я вставил его в привод и открыл, то моему взору предстала страшная картина:

Структура папок.

Это ввело меня в некоторый ступор и панику:»Как я буду искать нужную информацию, когда там, блин, одни иероглифы?!». Однако потом всё стало более-менее понятно.

Первая и вторая папки содержат в себе презентации-семинары продуктов stm.

Третья – видео и мануалы к MDK (Keil). Их можно качнуть тут (st.com, eng).

Четвертая – видеоучебник для STM32. Тобишь набор видеоуроков, описывающих основные части МК. Язык, разумеется, китайский. А значит для нас бесполезная папка.

Пятая несет в себе файлы, касающиеся предустановленной  RTOS uC GUI. И не просто файлы, а примеры использования и мануал. Всё это на англицком.

Шестая содержит в себе инсталляторы приложений, необходимых для работы с платой.

• DfuSe – программа для прошивки через USB. Подробнее – здесь (st.com, eng).
• STM8 и STM32 flash loader demonstrator – для демонтрации возможностей загрузки. Подробнее – здесь (st.com, eng).
• TCPUDPDebug – фиг знает зачем это надо.
• Foc GUI, инсталлятор которой не запускается.
• Средство для работы с отладчиком JLink.
• USB HID Demonstrator – тут, думаю, всё понятно. Подробнее – здесь (st.com, eng).
• Драйвер виртуального COM-порта

Седьмая – инструкции по работе с Keil’ом и Flash Loader Demonstarator’ом, а так же описание платы.

Восьмая содержит в себе ДШ на все компоненты платы на английском языке!

Папка с картинкой (девятая) несет в себе многочисленные примеры. В том числе и исходники демо-проекта.

Десятая содержит электрическую схему платы, разбитую на несколько отдельных файлов.

И, наконец, одиннадцатая содержит в себе примеры кода и разные библиотеки (Speex, DSP, CEC и т.д.) Всё на английском!

На этом пока всё.

4.1 Введение в BKP

Резервные регистры – это 10 16-битных регистров в устройствах с низкой и средней емкостью или 42 регистра в устройствах с высокой емкостью. Соответственно, резервные регистры могут хранить в себе 20 или 84 байта данных соответственно.

Эти регистры расположены в резервном домене (backup domain), который запитывается от выхода V_BAT, в случае отключения питания на V_DD. Эти регистры не сбрасываются ни после выхода контроллера из режима ожидания, ни после сброса.

В дополнение ко своей основной функции, резервные регистры служат для обнаружения сигнала сброса и для калибровки часов реального времени.

После сброса доступ к регистрам заблокирован и резервный домен закрыт от возможной паразитной записи. Для разблокировки доступа к регистрам необходимо произвести следующие действия:

1. Включить тактирование интерфейсов питания и резервного копирования за счет устанвки битов PWREN и BKPEN в регистре RCC_APB1ENR.
2. Установить бит DBP в регистре управления питанием PWR_CR для разблокировки доступа к резервным регистрам и часам реального времени.

4.2 Основные особенности BKP

• Емкость регистров – 20 байт для устройств со средней и низкой емкостью, 84 байта для устройств с высокой емкостью.
• Регистр статуса/управления для управления детектированием сигнала сброса с поддержкой прерываний.
• Специальный калибровочный регистр для хранения калибровочного значения RTC

4.3 Функциональное описание BKP

4.3.1 Детектирование сброса
Пин сброса (TAMPER pin) генерирует событие сброса каждый раз при изменении состояния пина с 0 на 1 или с 1 на 0 (в зависимости от состояния бита TPAL в регистре управления резервным копированием BKP_CR).
Чтобы предотвратить потерю событий сброса, линия, используемая для определения типа фронта, соединяется логическим «И» с линией включения сброса.

• Когда TPAL=0, если на пине TAMPER был высокий уровень до включения детектирования сброса (до установки бита TPE), то дополнительное событие сброса будет сгенерировано как только будет включено обнаружение сброса.
• Когда TPAL=1, если на пине TAMPER был низкий уровень до включения детектирования сброса (до установки бита TPE), то дополнительное событие сброса будет сгенерировано как только будет включено обнаружение сброса.

Если установить бит TPIE в регистре BKP_CSR, то прерывание будет сгенерировано как только будет обнаружен сигнал сброса.

После того, как будет обнаружен и проделан сброс, пин сброса (TAMPER  pin) должен быть отключен, а потом вновь включен битом TPE перед повторной записью в резервные регистры (BKP_DRx). Это ограждает прошивку от записи данных в регистры BKP_DRx пока пин сброса показывает наличие сброса. Это эквивалент определения уровня на пине сброса.

4.3.2 Калибровка RTC
Контроллер имеет возможность вывести тактирование RTC с предделителем 64 на пин сброса (TAMPER pin). Это можно включить установкой бита CCO в регистре калибровки RCT BKP_RTCCR.

Тактирование может быть замедлено до 121 ppm (part per millon) с помощью конфигурирования битов CAL[6:0].

Для более подробного ознакомления с темой калибровки RTC просьба обратьтся к AN2604.

4.4 Программирование BKP

Сбрасывает флаг ожидания события от пина Tamper.
Вход:

• Параметров не принимает.

Выход:

• Значения не возвращает.

Сбрасывает флаг ожидания прервания от пина Tamper.
Вход:

• Параметров не принимает.

Выход:

• Значения не возвращает.

Возвращает все регистры BKP к их первоначальному значению.
Вход:

• Параметров не принимает.

Выход:

• Значения не возвращает.

Проверяет, включена ли генерация события по сигналу на пине Tamper.
Вход:

• Параметров не принимает.

Выход:

• Состояние флага: SET или RESET.

Проверяет, включена ли генерация прерывания по сигналу на пине Tamper.
Вход:

• Параметров не принимает.

Выход:

• Состояние флага: SET или RESET.

Включает или отключает генерацию прерывания по фронту на пине сброса.

Вход:

• NewState – новое состояние. Принимает следующие значения: ENABLE и DISABLE.

Выход:

• Значения не возвращает.

Читает содержимое из указанного регистра.

Вход:

• BKP_DR – указывает регистр, из которого необходимо провести чтение. Имя имеет вид BKP_DRx, где x=1..42.

Выход:

• Содержимое регистра.

Указывает что необходимо выводить от RTC на пин Tamper.

Вход:

• BKP_OutputSource- указывает тип выходной характеристики. Принимает следующие значения:
  • BKP_RTCOutputSource_None – от RTC ничего не выводится на ногу Tamper.
  • BKP_RTCOutputSource_CalibClock – выводится импульсы от RTC с предделителем 64.
  • BKP_RTCOutputSource_Alarm - вывод сигнала от будильника.
  • BKP_RTCOutputSource_Second - Вывод импульса каждую секунду.

Выход:

• Значения не возвращает.

Устанавливает калибрующее значение RTC.

Вход:

• CalibrationValue – калибрующее значение RTC. Это число в диапазоне от 0 до 0x7F.

Выход:

• Значения не возвращает.

Включает или отключает активацию пина Tamper.

Вход:

• NewState – состояние. Может быть ENABLE или DISABLE.

Выход:

• Значения не возвращает.

Устанавливает тип фронта на пине сброса (TAMPER) для реагирования на него.

Вход:

• BKP_TamperPinLevel- указывает тип выходной характеристики. Принимает следующие значения:
  • BKP_BKP_TamperPinLevel_High – реакция по нарастающему фронту.
  • BKP_BKP_TamperPinLevel_Low – реакция по ниспадающему фронту.

Выход:

• Значения не возвращает.

Записывает указанные данные в регистр.

Вход:

• BKP_DR – имя регистр для записи. Имя имеет вид BKP_DRx, где x=1..42.
• Data – данные для записи.

Выход:

• Значения не возвращает.

3.1 Источники питания

Для нормальной работы контроллеру необходимо от 2.0 до 3.6 вольт (V_DD). Встроенный регулятор обеспечивает 1.8 V для питания ядра.

Часы реального времени (RTC) и регистры для резервного сохранения информации могут быть отдельно запитаны от V_BAT, когда питание на  V_DDотключено.

Рис. 1 Схема питания

Замечание: V_DDA и V_SSA должны быть подключены к V_DD и V_SSсоответственно.

3.1.1 Независимый источник питания для АЦП и ЦАП 

Чтобы обеспечить точность преобразования, АЦП и ЦАП имеют собственный вход питания, который может быть дополнительно очищен от помех и проэкранирован при разводке платы.

• Вход питания для АЦП и ЦАП доступен на ноге  V_DDA
• Подключение к изолированной земле для АЦП и ЦАП доступно на ноге  V_SSA

Если вывод V_REF-  доступен (в зависимости от количества ножек), то он должен быть подключен к  V_SSA.

В корпусах с количеством выводов 100 и 144:

Для повышения точности преобразования при низких максимальных уровнях напряжения на выводах АЦП и ЦАП, можно подключить вывод  V_REF+  к внешнему источнику опорного напряжения. Напряжение на V_REF+ - максимальное напряжение, которое соответсвует максимальному преобразованному значению в АЦП и ЦАП. Напряжение на  V_REF+  может изменяться с 2.4 вольт, до  V_DDA.

В корпусах с 64 выводами:

Выводы V_REF+  и V_REF-  недоступны и подключены к  V_DDA и V_SSA соотвественно.

3.1.2 Резервные источники питания

Для обеспечения сохранности содержимого резервных регистров (backup registers) и нормального функционирования RTC в случае, когда  V_DD  отключен от источников питания, у контроллера есть выход V_BAT  ,который может быть подключен к резервному источнику питания.

От вывода  V_BAT  запитываются:  модуль RTC, LSE генератор и выводы с PC13 до PC15, обеспечивающие функционирование часов реального времени даже при отключенном питании на V_DD .

Переход с V_DD  на  V_BAT  контролируется с помощью значением напряжения PDR (Power down reset), встроенного  в блок сброса.

Внимание!

В течение t_RSTTEMPO ( t_RSTTEMPO – время между моментом, когда  V_DD =   V_POR и выходом контроллера из режима сброса) или после того, как был обнаружен PDR, переключатель между V_DD  и  V_BAT остается подключенным к V_BAT .

Во время запуска контроллера,  если время подачи питания на V_DD меньше  t_RSTTEMPO и   V_DD >V_BAT + 0.6 В, это напряжение может быть «спущено» в линию  V_BAT  через внутренний диод, который соединяет  V_DD с переключателем питания (который в данный момент подключен к V_BAT ).

Если источник питания, подключенный к V_BAT  не может выдержать этот скачок напряжения, то необходимо предусмотреть диод с низким падением напряжения между источником питания и входом V_BAT .

Если не планируется использовать источник резервного питания, то рекомендуется замкнуть V_BAT  на  V_DD  с помощью керамического конденсатора на 100 мкФ.

Когда на резервный домен (backup domain) подается напряжения с V_DD, доступны следующие возможности:

•  PC14 и PC15 используются как обычные выводы GPIO или LSE
• PC13 может использоваться как GPIO, вывод TAMPER, калибрующий сигнал RTC или будильник RTC.

Если же на него подается напряжение с V_BAT , то доступны следующие возможности:

• PC14 и PC15 используются только как выводы LSE.
• PC13 может использоваться как вывод TAMPER, будильник RTC.

3.1.3 Регулятор напряжения

Регулятор всегда включается после выхода устройства из режима сброса. Он работает в 3 режимах, которые зависят от режима работы контроллера.

• Обычный режим. Регулятор обеспечивает полное питание для домена 1.8В (ядро, память, цифровая периферия)
• Режим останова. Регулятор обеспечивает пониженное питание для домена 1.8В, сохраняются значения регистров и SRAM.
• Режим ожидания. Регулятор отключен. Содержимое регистров и SRAM утеряно, кроме схемы ожидания и резервного домена.

3.2 Контроль источников питания

3.2.1 Сброс при старте (POR – power on reset)/сброс при отключении (PDR – power down reset)  

Контроллер имеет встроенные схемы POR и PDR для обеспечения нормальной работы контроллера. Контроллер находится в режиме сброса, пока напряжение питания на V_DD / V_DDA ниже, чем установленный порог срабатывания   V_POR / V_PDR.

Рис 2. POR/PDR

3.2.2 Программируемый детектор напряжения (PVD)

Программируемый детектор напряжения (Programmable Voltage Detector, PDV) может использоваться для наблюдения за  V_DD / V_DDA  с помощью сравнения его с величиной, выбранной битами PLS[2:0] в регистре управления управления питанием (PWR_CR).

PVD включеается с помощью установки бита PVDE.

В статусном регистре PWR_CSR есть флаг PVDO, который показывает выше или ниже V_DD / V_DDA, чем порог срабатывания PVD. Изменение этого регистра может генерировать прерывание, если оно разрешено в регистрах EXTI.

3.3 Режимы с низким энергопотреблением  

По умолчанию, после сброса работает в режиме нормального энергопотребления. Режимы пониженного энергопотребления для снижения потребления энергии контроллером, когда нет необходимости в его функционировании (например при ожидании внешнего прерывания).

Контроллер может работать в следующих режимах:

• Спящий режим – такирование ядра остановлено, периферия, в том числе и ядро, работает.
• Режим останова – тактирование всех устройств отключено.
• Режим ожидания – отключен домен 1.8В.

Снижение энергопотребления может быть осуществлено с помощью следующих методик:

• Замедление тактирования системы
• Прекращение тактирования периферии на шинах APB и AHB, когда они не используются.

3.3.1 Замедление системных частот

В обычном режиме величины системных частот (SYSCLK, HCLK, PCLK1, PCLK2) могут быть программно уменьшены с помощью предделителей. Предделители могут так же использоваться для замедления периферии перед погружением в спящий режим.

3.3.2 Отключение периферийного тактирования

В режиме нормального энергопотребления, сигналы HCLK и PCLKx для периферии и внешних запоминающих устройств могут быть отключены в любой момент для сохранения питания

3.3.3  Спящий режим

Вход в спящий режим

Вход в спящий режим осуществляется с помощью инструкций WFI (wait for interrupt) или WFE (wait for event). Есть возможность выбора механизма входа в спящий режим в зависимоти от бита SLEEPONEXIT:

• Sleep-now: если бит SLEEPONEXIT сброшен, то устройство уходит в спящий режим как только была вызвана инструкция WFI или  WFE.
• Sleep-on-exit: если бит SLEEPONEXIT установлен, то устройство входит в спящий режим как только произойдет выход из обработчика прерывания.

В спящем режиме все пины ввода-вывода сохраняют своё состояние.

Выход из спящего режима.

Если для входа в спящий режим была задействована инструкция  WFI, то выход контроллера из спящего режима может быть спровоцирован вызовом любого прерывания от периферии.

Если для входа в спящий режим была задействована инструкция WFE, то выход контроллера из спящего режима осуществляется как только происходит какое-либо событие. Это событие может быть сгенерировано:

• за счет включения прерывания в регистре управления периферией, но не в  NVIC и за счет установки бита SEVONPEND в регистре управления ядром. После восстановления контроллера из WFE, бит ожидания периферийного прерывания и бит ожидания периферийного канала NVIC.
• за счет конфигурирования внешнего или внутреннего EXTI в режиме событий.

3.3.4 Режим останова.

Режим останова базируется на режиме глубокой спячки ядра. В этом режиме останавливаются все генераторы тактовой частоты в 1.8В домене, а так же отключаются PLL, HSI и HSE RC.

В режиме останова все пины ввода-вывода сохраняют своё состояние.

Вход в режим останова. 

Вход может быть осущевствлен следующими способами:

Вызовом инструкций WFI или WFE пока:

• Установлен бит SLEEPDEEP
• Очищен бит PDDS в регистре PWR_CR
• Выбран режим регулятора напряжения битом LPDS в регистре PWR_CR

Если во время перехода устройства в спящий режим происходит программирование флеш-памяти, то переход откладывается до завершения процесса программирования.

С доступом к домену APB ситуация аналогичная.

В режиме останова путем изменения соответствующих конфигурационных битов можно включить следующие возможности:

• Независимый сторожевой таймер (IWDT): он может быть запущен с помощью своего регистра. Однажды запущен, он может быть остановлен только вводом контроллера в режим сброса.
• Часы реального времени (RTC): с помощью бита RTCEC в своём регистре управления.
• Внутренняя тактирующая RC-цепочка (LSI RC): с помощью бита LSION.
• Внешний генератор на 32.768 кГц (LSE OSC): с помощью бита LSEON.

Выход из режима останова.

Если вход был инициирован с помощью WFI, то с помощью любой линии EXTI, сконфигурированной в режиме прерывания.

Если с помощью WFE, то с помощью любой линии EXTI, сконфигурированной в режиме события.

Во время выхода из режима останова HSI RC генератор выбран как основное системное тактирующее устройство.

3.4.5 Режим ожидания.

Режим ожидания – режим с минимальным энергоптреблением. Основан на режиме глубоко сна контроллера вместе с отключенным регулятором питания. В этом режиме 1.8В домен отключен, PLL и генераторы HSI и HSE аналогично отключены. Содержимое SRAM и всех регистров (кроме резервных) утеряно.

Вход в режим ожидания.

Вызовом инструкций WFI или WFE пока:

• Установлен бит SLEEPDEEP
• Установлен бит PDDS в регистре PWR_CR
• Сброшен бит WUF в регистре (PWR_CSR)

Также можно включить следующие возможности:

• Независимый сторожевой таймер (IWDT): он может быть запущен с помощью своего регистра. Однажды запущен, он может быть остановлен только вводом контроллера в режим сброса.
• Часы реального времени (RTC): с помощью бита RTCEC в своём регистре управления.
• Внутренняя тактирующая RC-цепочка (LSI RC): с помощью бита LSION.
• Внешний генератор на 32.768 кГц (LSE OSC): с помощью бита LSEON.

Выход из режима ожидания.

Выход может быть осуществлен с помощью:

• нарастающего фронта на пине  WKUP
• нарастающему фронту будильника RTC
• внешнего сигнала на пине NRST
• сброса IWGT

Отладочный режим.

По усолчанию отладочное соединение таеряется при переходе контроллера в режим останова или ожидания, так как ядро больше не получает тактирующего сигнала.

Однако с помощью битов регистра DBGMCU_CR  можно включить возможность отладки контроллера в режимах с низким потреблением энергии.

3.3.6 Автовыход из режима пониженного энергопотребления 

Часы реального времени могут вызывать выход из режима пониженного энергоптребления без вызова прерывания. Можно настроить RTC на поддъем контроллера из этих режимов через определенные промежутки времени. Для этого можно выбрать 2 источника тактирующего сигнала для RTC с помощью битов RTCSEL[1:0] регистра управления RTC:

• Внешний кварц на 32.768 кГц (LSE OSC)
• Внутренняя RC-цепочка

Чтобы поднять устройство из режима останова с помощью события от будильника RTC необходимо сделать следующее:

•  Настроить линию 17 EXTI на возрастающий фронт
• Настроить RTC на генерацию будильника

3.4 Регистры управления питанием

3.4.1 Регистр управления питанием (PWR_CR)

Биты 31:9 – зарезервированы, всегда читаются как 0.

Бит 8 DBP (disable backup domain write protection) – отключение защиты от записи резервного домена.

0: Доступ к RTC и регистрам для резервного копирования отключен.

1:  Доступ к RTC и регистрам для резервного копирования включен.

Биты 7:5 PLS[2:0] (PVD level selection) – Выбор порога срабатывания детектора напряжения.

000: 2.2 В

001: 2.3 В

010: 2.4 В

011: 2.5 В

100: 2.6 В

101: 2.7 В

110: 2.8 В

111: 2.9 В

Бит 4 PVDE (power voltage detector enable) – включение детектора напряжения.

0 – PVD отключен.

1 – PVD включен.

Бит 3 CSBF (clear standby flag) – Очистить флаг ожидания.

Бит всегда читается как 0.

0 – не принесет результатаю.

1 – Очистка флага ожидания SBF.

Бит 2 CWUF (clear wakeup flag) – очистить флаг пробуждения.

Бит всегда читается как 0.

0 – не принесет результата.

1 – Очистка флага WUF после 2 тактов системного генератора.

Бит 1 PDDS (power down deepsleep) – бит перехода в глубокий сон с отключением питания. Работает вместе с LPDS.

0 – Вход в режим останова, когда CPU входит в режим глубокого сна. Статус регулятора зависит от бита LPDS.

1 – Вход в режим ожидания, когда CPU входит в режим глубокого сна.

Бит 0 LPDS (low-power deepsleep) – бит перехода в глубокий сон с режимом пониженного энергопотребления. Работает вместе с PDDS.

0 – Регулятор напряжения включен во время режима останова.

1 – Регулятор напряжения в режиме низкого энергопторебления во время режима останова.

3.4.2 Регистр управления/статусный регистр (PWR_CSR)

Биты 31:9 – зарезервированы, ситаются как 0.

Бит 8 EWUP (Enable WKUP pin) – назначение пина WKUP.

0 – Пин WKUP используется как GPIO. Событие на WKUP не прерывает режим ожидания устройства.

1 – Пин WKUP используется для пробуждения устройства из режима ожидания по нарастающему фронту.

Биты 7:3 – зарезервированы, читаются как 0.

Бит 2 PVDO (PVD output) – флаг статуса программируемого регулятора напряжения. Бит устанавливается и сбрасывается аппаратно.

0: V_DD / V_DDA выше порога срабатывания PVD

1: V_DD / V_DDA ниже порога срабатывания PVD

Замечание: Во время режима ожидания PVD отключен, поэтом бит PVDO читается как 0 после выхода устройства из режима ожидания и после сброса, пока не установлен бит PVDE.

Бит 1 SBF (standby flag) – бит устанавливается и сбрасывается только POR/PDR или с помощью установки бита CSBF в регистре PWR_CR

0: Устройство не в режиме ожидания

1: Устройство в режиме ожидания

Бит 0 WUF (wakeup flag) – бит устанавливается аппаратно, а сбрасывается с помощью POR/PDR или с помощью установки бита CWUF в регистре PWR_CR.

0: Пробуждающего события нет

1: Пробуждающее событие пришло с пина WKUP или от будильника RTC.

 3.5 Программирование модуля управления питанием

Включает или отключает доступ к резервным регистрам и регистрам RTC.

Вход:

• NewState – состояние разрешения доступа. Может быть либо ENABLE, либо DISABLE.

Выход:

• Значения не возвращает.

Очищает указанный флаг PWR.

Вход:

• PWR_FLAG – указывает флаг, который надо сбросить. Прнимает следующие значения: PWR_FLAG_WU (wake up flag) и PWR_FLAG_SB (standby flag)

Выход:

• Значения не возвращает.

Сбрасывает значения регистров PWR к их первоначальному значению.

Вход:

• Параметров нет.

Выход:

• Значения не возвращает.

Вводит устройство в режим ожидания.

Вход:

• Параметров нет.

Выход:

• Значения не возвращает.

Ввводит устройство в режим останова.

Вход:

• PWR_Regulator – устанавливает состояние регулятора при входе в режим останова. Прнимает следующие значения: PWR_Regulator_ON (регулятор включен) и PWR_Regulator_LowPower (регулятор находится в режиме пониженного энергопотребления)
• PWR_STOPEntry – устанавливает тип инструкции (WFE или WFI) с которой должен быть осуществлен вход режим останова. Принимает следующие значения: PWR_STOPEntry_WFI и PPWR_STOPEntry_WFE.

Выход:

• Значения не возвращает.

Возвращает состояние указанного флага (установлен или нет).

Вход:

• PWR_FLAG – указывает флаг, состояние которого надо проверить. Принимает следующие значения: PWR_FLAG_WU (wake up flag), PWR_FLAG_SB (standby flag) и PWR_FLAG_PVDO (PVD Output)

Выход:

• Состояние флага. Варианты: SET или RESET

Влючает или отключает детектор напряжения.

Вход:

• NewState – статус детектора напряжения. Принимает следующие значения: ENABLE, DISABLE (standby flag) и PWR_FLAG_PVDO (PVD Output)

Выход:

• Значения не возвращает.

Устанавливает порог срабатывания детектора напряжения.

Вход:

• PWR_PVDLevel – вольтаж порога. Принимает следующие значения: от PWR_PVDLevel_2V2 (2.2 вольта) до PWR_PVDLevel_2V9 (2.9 вольта) с шагом 0.1 вольт.

Выход:

• Значения не возвращает.

Устанавливает возможность пробуждения контроллера по сигналу на пробуждающем пине.

Вход:

• NewState – состояние возможности пробуждения. Принимает следующие значения: ENABLE и DISABLE.

Выход:

• Значения не возвращает.