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標題: 一個關于HSE晶振振蕩異常的話題 [打印本頁]

作者: taoran 時間: 2016-1-2 02:09
標題: 一個關于HSE晶振振蕩異常的話題
本文作者：Miler Shao
關于STM32晶振振蕩異常問題，貌似有點老生常談了。剛好最近又遇到類似案例，一起分享交流下。

一日，某工程師反映使用STM32F107RCT6的產品是已經量產了的，一直沒問題。最近重新生產測試時發現產品不能正常工作。客戶用的是25M外部有源晶振，示波器測試晶振腳是有波形的【波形具體特征沒說】。DEBUG調試檢測發現卡死在與HSE有關的時鐘初始化代碼里。

要么卡死在：

do
{
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
StartUpCounter++;
} while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter !=HSEStartUp_TimeOut));

或者卡死在：
/* Enable PLL2 */
RCC->CR |= RCC_CR_PLL2ON;
/* Wait till PLL2 is ready */
while((RCC->CR & RCC_CR_PLL2RDY) == 0)
{
}

根據其描述，既然是量產過的代碼，中途又沒動過，問題應該出在硬件這塊。建議重點核查外圍元器件及參數。在進一步檢查晶振相關元件參數時，發現此次產線上焊接的負載電容比之前設計原理上的大了很多。同時再次用示波器查看振蕩波形，發現波形是類似正弦的三角波，峰值幅度是2點多伏，但谷值卻在1V上下，明顯不合理。當調整負載電容參數后，波形便是正常的方波了。

順便提下，一般有源晶振輸出為方波，無源晶體振蕩輸出為正弦波。

也就在前2天深圳某客戶使用STM32F411開發產品，發現外部晶振振蕩不穩，軟件調試時發現代碼也是常卡死在HSE ready檢測代碼處。其測試代碼非常簡單，就是用STM32CubeMx簡單配置了一個帶HSE的小工程。結合手冊資料做了晶振周邊器件參數的檢測比對，沒發現啥明顯異常或不合理的地方，即使做參數來回調整也無濟于事。

最后建議換塊測試板，更換后一切OK。問題就出在PCB電路板上，細節這里不說了。

對于新產品開發，建議最好準備兩套以上的板，這對調試非常有好處。有什么問題時可以比對，加上調試板的制作往往有很多是手工操作，更容易出各種紕漏。

繼續回到上面外部晶振振蕩異常的話題，一般主要有三種情況導致異常：

1、軟件上忘記或沒正確配置及使能HSE；

STM32芯片的HSE需要軟件代碼使能配置，否則HSE振蕩器是不會工作的。

2、晶振振蕩回路上的負載電容值參數選取不合適；【這點發生得比較多】

對于STM32各系列芯片，各振蕩線路的負載電容在相應芯片的數據手冊上都有描述和推薦。負載電容的值要選取合適，不可隨意，否則也容易不起振或不穩定。

另外，ST官方針對STMCU的振蕩電路設計有個應用筆記AN2867，可以下載瀏覽。還有，ST 給每個STM32系列都有出評估板及相關參考原理圖，硬件工程師初次使用某系列MCU時，建議下載相關硬件原理圖以供參考【當然也可以找各代理商FAE索取】。

3、振蕩電路受到外來干擾；

當振蕩電路受到外部較強干擾時，比如電源的異常波動，其它零部件的電磁干擾等都可能導致振蕩異常。順便插一句，我們知道電源的穩定是整個系統工作的基本需求，但實際應用中似乎經常有人忽視這點。發現有人隨手在外邊采購些器件用在電路板上，調試出現異常時知道懷疑MCU有問題卻往往想不到外圍芯片或供電線路可能有問題。其實很多時候MCU功能的異常只是對整個應用系統異常的一種積極的防御反應，錯并不一定出在這個反映者本身。

在設計振蕩線路時，振蕩線路要盡量靠近MCU，要選擇合適元器件及參數，盡量遠離或回避其它明顯的或潛在的干擾源。比如射頻模塊、馬達相線、產品容易裸露的地方等。

除了上面說的三種情況外，肯定還有其它各種稀奇古怪的細節原因，比方代碼里有意無意地做了超頻處理也可能會導致MCU芯片頻繁復位，此時振蕩電路自然也穩不了。

反正不管出現什么異常現象，保持顆淡定的心很重要，有條不紊去找原因就好。問題的答案往往就在您那顆淡定的心里。

作者: ygd8718 時間: 2020-12-24 11:36
有些時候（特殊情況）,晶振金屬外殼不接地會不起振.

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