STM32H5开发(3)----电源控制&RCC

2023-07-26 11:57:28

STM32H5开发----3.电源控制&RCC

STM32H503 供电

VDDA = 1.62 V ~3.6 V ：ADC/DAC的外部供电电源
VDDIO2 = 1.08 V ~ 3.6 V : 9 I/Os (PA8, PA9, PA15, PB3:8)的外部供电电源（仅WLCSP25封装）
VDD = 1.71 V ~ 3.6 V: GPIO，内部电压调制器，系统复位模块，电源管理以及内部时钟的外部供电电源
VBAT = 1.2 V ~ 3.6 V :无VDD时通过功率切换开关给RTC/内部32kHz振荡器(LSI)/备份域寄存器/可选的备份SRAM供电.
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样品申请

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STM32H562/563/573 LDO 供电

VDDA = 1.62 V (ADCs, DACs) / 2.1 V (VREFBUF) ~ 3.6 V
VDDIO2 = 1.08 V ~ 3.6 V : 10 I/Os (PD6, PD7, PG9:14, PB8, PB9)的外部供电电源
VDD = 1.71 V ~ 3.6 V
VBAT = 1.2 V ~ 3.6 V
VDDUSB = 3.0 V ~ 3.6 V
VDDUSB USB独立供电电源.
VDDUSB与VDD独立，电平可以不同，在USB不使用的情况下必须将VDDUSB连接到VDD。
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STM32H562/563/573 SMPS供电

VDDA = 1.62 V (ADCs, DACs) / 2.1 V (VREFBUF) ~ 3.6 V
VDDUSB = 3.0 V ~ 3.6 V
VDDIO2 = 1.08 V ~ 3.6 V : 10 I/Os (PD6, PD7, PG9:14, PB8, PB9)的外部供电电源
VDD = 1.71 V ~ 3.6 V
VBAT = 1.2 V ~ 3.6 V
VDDSMPS = 1.71 V ~ 3.6 V
VLXSMPS 为SMPS的输出管脚，滤波后连接到VCAP.
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LDO/SMPS 供电

旁路供电模式下，Vcap必须在VDD达到POR电压值之前上升到1.1V以上，将LDO 禁止后，才可根据应用需要调整外部Vcap的电压。
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PWR 特性

下图为STM32H5的128K与2M的mcu进行的供电对比图。
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电源电压监测

由于有许多外部供电管脚，任何一个供电出现问题都可能导致MCU无法正常工作。因此，在H5中为了确保MCU的正常运行，系统中添加了多种电源电压监测功能，具体如下。
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温度监测

温度传感功能使用片上专门的温度传感器，用于检测芯片的温度变化。该功能可以通过片上寄存器进行使能。一旦使能后，当温度高于126°C或低于-37°C时，对应的标志位将被置位，同时可能触发入侵事件或唤醒中断。当温度回归到正常范围内时，标志位将被正常清零。
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低功耗模式

• STM32H5系列MCU包含3种低功耗模式 :
❖ SLEEP 模式
❖ STOP 模式
❖ STANDBY 模式

• VBAT 模式:
当VDD掉电，但VBAT供电的情况下，硬件自动启动

低功耗模式-SLEEP 模式

• CPU 时钟停止, 所有外设和CortexM33内核包括NVIC、SysTick可以运行，并在事件和中断发生时唤醒CPU
• 唤醒源: 任意中断或是唤醒事件
• 唤醒系统时钟 : 与进入Sleep模式之前相同
• 电压调整器范围 : VOS3, VOS2, VOS1 or VOS0

低功耗模式-STOP 模式

• 内核域的所有时钟停止，PLL, HSE, HSI (除非HSIKERON置位), HSI48 和CSI(除非CSIKERON置位) 都禁止
• RTC可保持工作 (Stop模式下可选择RTC是否工作)
• 退出Stop模式后，系统时钟为HSI或是CSI，取决于软件配置
• 唤醒源: 任何EXTI线（通过EXTI寄存器配置）指定的外设事件
• 唤醒时钟 : RCC_CFGR中STOPWUCK = 1 时，唤醒后时钟为CSI； STOPWUCK = 0 时，唤醒时钟为HSI，频率与进入Stop模式时相同， 最高可达64Mhz
低功耗模式-STOP 模式
• LSE或LSI保持工作
• 电压调整器范围 : SVOS3, SVOS4, or SVOS5

低功耗模式-STANDBY模式

• 电压调整器关闭，内核域完全掉电
• PLL, HSI, HSI48, CSI，HSE全部关闭
• SRAMs和寄存器的内容丢失，除了备份域的寄存器与SRAM以及Standby电路
• RTC可保持工作(Standby模式下可选择RTC是否工作)
• BOR在Standby模式下保持工作
• I/O 状态在Standby模式可保持
• 唤醒源: 唤醒管脚WKUPx边沿信号，RTC事件， 外部NRST管脚复位，独立看门狗复位（IWDG），BOR
• 唤醒时钟: HSI clock at 32 MHz
• 电压调整器: OFF

低功耗模式监控管脚

(1) PWR_CSLEEP AF 映射到PC3
(2) PWR_CSTOP AF 映射到PC2
(3) CSLEEP和CSTOP信号由Vcore域产生，因此在Standby模式下该信号无法获取
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VBAT模式

• 备份域包含:

  • RTC（由LSE(32.768kHz)提供时钟）
  • 入侵检测管脚
  • 备份域寄存器
  • RCC_BDCR 寄存器
  • 备份SRAM(若备份电压调整器使能)

• VDD掉电与上电，内部开关在VDD与VBAT之间自动切换

  • 切换到VBAT供电模式由复位模块中的掉电复位控制

• 内部连接到ADC，用于电压检测(VBAT/4)

• VBAT 电池充电

  • 若VDD正常, 可以通过内部电阻对VBAT管脚上的外部电池充电
  • 设置PWR_BDCR寄存器中的VBE bit使能充电功能
  • VBAT模式下，充电功能默认禁止

复位触发源

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时钟源

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时钟树(简化)

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时钟输出 Clock-out

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HSI & CSI

• HSI为系统复位启动后的默认时钟，默认配置为32 MHz.
• CSI@4MHz 和 HSI@64MHz, 出厂/用户校准
• 通过STOPWUCK位，CSI or HSI可被选用为：

  • STOP模式唤醒后时钟
  • CSS(Clock Security System )备份时钟

• 退出STOP模式后可自动启动

  • 通过STOPWUCK 配置CSI 或 HSI启动

• STOP模式下可保持工作，实现快速唤醒 (设置CSIKERON/HSIKERON)
• 在STOP模式下，一些外设当其需要时钟去检测唤醒事件时，可使能CSI或HSI
注: 退出STANDBY模式后，HSI为32Mhz
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外设内核时钟请求

• 具有内核时钟请求能力的外设：
• I3C
• I2C
• USART
• LPUART
• 收到请求后, RCC使能内核时钟 (for example CSI or HSI)

Clock Security System (CSS)

• HSE的CSS

  • 仅RUN/SLEEP模式可用
  • 如果时钟失效被检测到
    1.系统时钟根据用户配置切换到HSI或是CSI
    2.触发NMI
    3.触发Tamper
    4.事件关联到高级定时的Break输入

• LSE的CSS

  • VBAT模式可用
  • 检测时钟丢失或是频率异常，需要软件进行RTC时钟切换(LSI/HSE)
  • CSS检测信号连接到 tamper3
  • 使用的中断为TAMP中断

注意: 如果LSE CSS被触发: 受Tamper保护的区域(包括SRAM2) 无法访问，直到Tamper标志被软件清零

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