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標(biāo)題: LPUART喚醒STOP模式下的MCU之話題 [打印本頁]

作者: 小融一號 時間: 2017-5-5 09:44
標(biāo)題: LPUART喚醒STOP模式下的MCU之話題

在低功耗應(yīng)用中有時會讓MCU進(jìn)入STOP模式以節(jié)省功耗,在有些芯片架構(gòu)中,若要實(shí)現(xiàn)這種應(yīng)用,往往會在進(jìn)低功耗模式之前將串口的管腳設(shè)置成帶外部中斷模式的普通IO口。雖然這樣也可以達(dá)到效果,但這樣難免會丟失開頭的一些數(shù)據(jù)。

STM32家族里有些系列的芯片已經(jīng)集成了低功耗UART,即LPUART,這樣就能將低功耗、數(shù)據(jù)通信、正常喚醒完美結(jié)合。

我們可以使用新的LPUART把MCU從STOP下喚醒,又可以不丟失通訊數(shù)據(jù)。當(dāng)然基于LPUART喚醒STOP模式下的MCU也有一定使用限制。下面我們將詳細(xì)介紹一下。

使用不同時鐘下LPUART進(jìn)行喚醒分析

1、使用HSI16的LPUART

使用HSI16作為LPUART的時鐘,波特率就可以較高。不過使用LPUART來喚醒還是有個問題要注意，即高速的波特率與LPUART的喚醒時間差的問題。我們以STM32L431作為例子,根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊，它的LPUART喚醒時間如下：

結(jié)合某客戶的實(shí)際案例探討。他們反映LPUART在576000時喚醒會丟失首字節(jié)。來一起詳細(xì)分析一下這個情況。

如果應(yīng)用在STOP MODE 1/2 下,喚醒時間最大為8.5us,這個時間不能逾越串口異步通信所能承受的最大時間公差。畢竟，串口異步通信時是不會針對這個喚醒時間做等待的。那么現(xiàn)在需要做的就是在這樣情況下，求得串口的最大安全通信波特率。

首先我們需要需要以下兩個參數(shù)：

tWULPUART (MCU從STOP模式下的喚醒時間),這可從數(shù)據(jù)手冊上查得(如上表)。

LPUART接收的允許公差(如下表)：

下面我們以8bit ,1 STOP bit,BRR ≥4096,STOP 2 mode作為例子:

首先我們可以通過上表”Table 165: Tolerance of the LPUART receiver whenBRR[3:0] is different from 0000”得出LPUART在這情況下的接收容差是4.42%.

容錯公式為 : DTRA + DQUANT + DREC + DTCL + DWU < USART

DTRA: 預(yù)期發(fā)送的容錯率(這個包含發(fā)射器本身振蕩器的偏差)

DQUANT: 波特率接收的錯誤率

DREC: 接收晶體的偏差

DTCL: 發(fā)送的偏差率 (一般都是發(fā)送器采用不對稱的上升沿和下降沿時序)

DWU :是從stop mode 下喚醒后采樣點(diǎn)的偏差而導(dǎo)致的錯碼率.

為了更容易計算,我們簡化一下公式,假設(shè)DTRA,DQUANT,DREC和DTCL為0%,所以DWU是4.42%,為了更準(zhǔn)確,我還要考慮晶體的誤差,我們使用的HSI誤差為1%,tWULPUART = 8.5uS(這里采用的是STOP2):

DREC + DWU < LPUART

=>1% + DWU <4.42%

=>DWU<3.42%

因?yàn)槲覀冞@里采用的是8bit ,1stop,所以 :

M[1:0] = 00 :

DWU = tWUUSART/(10 × Tbit )

Tbit min = 8.5us/( 10* 3.42%)

Tbit min = 24.8us

所以在這個條件下異步串口允許的最大波特率是1/24.8us,即要小于40.3K的波特率.我們客戶使用的是576000的波特率顯然過高，丟失首字節(jié)就不難理解了。當(dāng)修改為19200后,問題就解決了。

2、使用LSE的LPUART

有了上面的分析，如果LPUART使用LSE就相對簡單了。因?yàn)長SE只有32.768Khz,LPUART的波特率最大也只能到9600,速度下來了,自然就沒有那么多問題了。

小結(jié)：時不時會有人問起類似問題，其實(shí)關(guān)于該問題在STM32芯片的相關(guān)參考手冊中都有描述。總之，在開發(fā)中遇到問題時建議看看芯片技術(shù)手冊的相關(guān)部分，有的可能是專門描述，有的是可能是旁注提醒【Note/Caution】等。

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