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          STM32L4進入STOP2模式后的漏電問題的分析及解決

          電子設計 ? 2018-09-21 09:02 ? 次閱讀

          前言

          STM32L4 系列,目前是STM32超低功耗產品中最強大的一個系列。它為我們提供了豐富的低功耗模式,包括STOP2 模式、低至30nA 的Shutdown 模式。對于這些模式,我們需要進行深入地了解,才能把它們用好。

          問題

          某客戶在其產品的設計中,使用了STM32L476RGT6。客戶在開發過程中,發現當進入STOP2模式后,MCU電流保持在179.6uA,遠大于數據手冊中所描述的值:1.18uA (3V 工作電壓 & 室溫 & 無LCD& 無RTC)。

          調研

          1.了解問題

          首先,我們先確認這個179.6uA 的電流真實存在,而且只是MCU上的電流,不是整機電流。客戶并沒有使用LCD,也沒有RTC,根據參考手冊,在3V 的供電電壓下,這個電流應該是1.18uA 左右,如下圖:

          STM32L4進入STOP2模式后的漏電問題的分析及解決

          目前所測的這個電流實在是太大了。

          2.問題分析

          根據代碼和現象確認MCU 已經進入了STOP2 模式。那么,這個電流是如何產生的呢?初步懷疑是有輸出口在對外輸出電流。

          于是,找到電路圖,對電路圖進行了檢查,客戶的電路圖并不復雜,沒有很明顯可能會導致往外輸出電流的情況。結合電路圖,我們對I/O 口的狀態進行了檢測,最后發現MCU 的一個I2C接口上的兩根信號線電平為低!

          鑒于此,我們還得分成兩種情況來看。一是如果這兩個I/O 口被配置為輸入口,那么它是沒問題的,不會產生電流;另一種情況是,它仍然為I2C功能的開漏輸出口,那么這種情況下將會產生漏電流。所以,需要對代碼進行檢查。

          從電路圖上來看,MCU 的I2C 接口,SCL 和SDA 兩條線直接連接到外部器件,沒有上拉電阻。所以,先檢查I/O配置,這兩個口被配置為具有內部上拉的復用開漏功能模式使用了內部上拉電阻,這是正確的配置,沒問題。但是,我們發現客戶在進入STOP2模式之前并沒有對這兩個口的配置進行調整,也就是說,它們仍然帶著內部上拉電阻并保持I2C 功能的開漏輸出結構。

          我們知道,如果I2C 是在空閑狀態下進入STOP2 模式,按道理,它們應該是保持在高電平。為什么兩個引腳都是低電平呢?再檢查用戶代碼,發現代碼中將數據寫入I2C 進行發送后,就直接進入STOP2 模式了。

          問題來了,如果進入STOP2 模式的時間點上,數據還在發送過程中,此時,若SCL和SDA 都處于低電平的情況下,I2C 外設時鐘停止,SCL 和SDA 的狀態將被鎖定在輸出低電平狀態上。我們使用示波器對此情況進行測試,發現確實如此,在進入STOP2模式時,I2C 數據還在發送;處于STOP2 模式中,SCL 和SDA 保持為輸出低電平;從STOP2模式喚醒后,I2C 繼續把剩下的bits 發完。

          來看一下此時SCL和SDA 的I/O 配置結構圖:

          STM32L4進入STOP2模式后的漏電問題的分析及解決

          到此,這個問題基本就理清楚了:當I2C 在工作時,并在SCL 線和SDA 線上發送低電平時,N-MOS 被打開,電流從VDDIOx 經過上拉電阻流入I/O 口內部,經過N-MOS 流入VSS。若此時進入STOP2 模式,由于Vcore 域的所有時鐘停止,導致I2C 外設時鐘停止,那么此I/O 狀態被保持,將導致在STOP 2 模式下電流持續產生。

          STM32L476 的內部上拉電阻為25~55kΩ,標稱值為40 kΩ ,3V 的工作電壓,兩個I/O 的上的電流大約是3V/40 kΩ * 2=150uA
          因為內部上拉電阻并非剛好40 kΩ,所以我們測得到179.6uA就是相當地正常了。

          3.問題解決

          檢查STM32L476的參考手冊RM0351,在STOP2 模式下的描述中,可以看到以下這一段話:

          STM32L4進入STOP2模式后的漏電問題的分析及解決

          意思是說:所有在STOP2 模式下不能使用的外設,在進入STOP2模式之前,必須在其外設本身清除相應的使能位來進行禁用,或者通過設置相應的位將其恢復到復位狀態。

          于是,需要對代碼進行修改:在進入STOP2 模式之前,將I2C 外設進行復位,復位后將SCL和SDA 兩根線配置為輸入上拉狀態。為什么要配置為輸入上拉呢?因為此I2C 在外部上沒有上拉電阻連接,需要在STOP2模式下保持這兩個I/O 上有確定的電平,以避免其易受電磁干擾和額外的電流消耗。而這兩個口工作中又作為I2C接口,所以選擇上拉電阻而不是下拉電阻。修正后,再進行測試,可測得在STOP2 模式下的電流為1.0uA,與數據手冊相符。

          結論

          由于在進入STOP2 模式之前沒有對I2C 進行復位及I/O 口處理,導致在STOP2 模式中產生了漏電流。

          處理

          在進入STOP2 模式下,請確保所有不相關的外設都已經被正確復位或禁用,并配置I/O口為相應的正確結構。此種情況還容易發生在使用操作系統的應用中,因為多個任務的調度很容易讓使用者在進入STOP2模式時忘記對所有的外設進行檢測。所以,在進入STOP2 模式前,請檢查一下其他任務的工作情況,是否還有外設在傳輸數據還沒傳輸完,是的話需要等待其結束,確保所有數據傳輸完成后,對外設進行復位或禁用,再進入STOP2模式。

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          群創光電 三季度營收達165億新臺幣,同比下降7%

          群創光電2018年9月份大尺寸合并出貨量共計1,103萬片,較上月減少0.2%;中小尺寸合并出貨量共....

          的頭像 CINNO 發表于 10-13 10:48 ? 677次 閱讀
          群創光電 三季度營收達165億新臺幣,同比下降7%

          LG電子與Top engineering簽訂OLED設備采購合同

          10月11日,韓國設備廠商Topengineering公示,與LG電子簽訂1962萬(約合1.35億....

          的頭像 CINNO 發表于 10-13 10:29 ? 379次 閱讀
          LG電子與Top engineering簽訂OLED設備采購合同

          MCU技術發展的五個階段

          早期的微控制器是將一個計算機集成到一個芯片中,實現嵌入式應用,故稱單片機。微處理器和單片機從上個世紀....

          發表于 10-12 15:48 ? 223次 閱讀
          MCU技術發展的五個階段

          華為Mate 20外形渲染照曝光 與之前爆料外形大體一致

          近日微博博主@i冰宇宙曬出了華為Mate 20的三張高清宣傳諜照,從諜照上看和之前曝光的諜照基本是一....

          的頭像 MCA手機聯盟 發表于 10-12 15:47 ? 343次 閱讀
          華為Mate 20外形渲染照曝光 與之前爆料外形大體一致

          美國微芯科技推出ATmega4808 8位MCU,強大的處理功能能簡化AVR架構

          AVR-IoT WG開發板(AC164160)讓開發人員能夠使用免費的在線門戶(www.AVR-Io....

          發表于 10-12 15:40 ? 91次 閱讀
          美國微芯科技推出ATmega4808 8位MCU,強大的處理功能能簡化AVR架構

          如何使用MAX32650 LCD控制器控制接口管理LCD面板

          在系列視頻的第五部分,我們討論MAX32650 LCD控制器,并學習如何使用控制臺接口管理LCD面板....

          的頭像 Maxim視頻 發表于 10-12 04:12 ? 62次 觀看
          如何使用MAX32650 LCD控制器控制接口管理LCD面板

          物聯網與MCU往智能化方向發展

          隨著人工智能和物聯網技術的發展,我們看到智能設備正在加速普及。在這樣的發展趨勢下,傳統的MCU芯片也....

          的頭像 傳感器技術 發表于 10-11 14:08 ? 336次 閱讀
          物聯網與MCU往智能化方向發展

          美國微芯科技推出MPLAB?X集成開發環境(IDE)5.05版,可支持大部分AVR MCU

          今天,隨著美國微芯科技公司(Microchip Technology Inc)推出MPLAB? X集....

          發表于 10-11 10:28 ? 74次 閱讀
          美國微芯科技推出MPLAB?X集成開發環境(IDE)5.05版,可支持大部分AVR MCU

          ZigBee教程之《ZigBee實戰演練》電子教材免費下載

          試想著有一天,你坐在電腦前,你家里的空調、冰箱、洗衣機、電視?等在你屏幕前受你掌控時,這便是物聯網的....

          發表于 10-11 08:00 ? 45次 閱讀
          ZigBee教程之《ZigBee實戰演練》電子教材免費下載

          在MAX32650評估板的LCD面板上如何繪制圖形

          在系列視頻的第三部分,學習如何尋址屏幕存儲器,在MAX32650評估板的LCD面板上繪制簡單圖形。在....

          的頭像 Maxim視頻 發表于 10-11 03:34 ? 95次 觀看
          在MAX32650評估板的LCD面板上如何繪制圖形

          51單片機應用廣泛的真正原因是什么?

          今天告訴你們一個秘密,為什么我們學的是51單片機,為什么在中國無論是工程師還是大學教師還是大學生都喜....

          的頭像 玩轉單片機 發表于 10-10 17:41 ? 639次 閱讀
          51單片機應用廣泛的真正原因是什么?

          FPGA在市場上扮演了關鍵地位,與MCU共存可穿戴市場

          電子產業幾個眾所周知的趨勢包括:所有產品的生命周期都在變短;消費類電子產品制造商可以利用的盈利窗口....

          發表于 10-10 17:16 ? 219次 閱讀
          FPGA在市場上扮演了關鍵地位,與MCU共存可穿戴市場

          為什么MCU晶體兩邊要各接一個對地電容?

          很多MCU開發者對MCU晶體兩邊要各接一個對地電容的做法表示不理解,因為這個電容有時可以去掉。但事實....

          的頭像 MCU開發加油站 發表于 10-10 15:10 ? 239次 閱讀
          為什么MCU晶體兩邊要各接一個對地電容?

          Holtek推出Flash MCU BH66F5242可廣泛適用于測量類產品

          Holtek新推出內建低噪聲、高效能24-bit Delta Sigma A/D的Flash MCU....

          發表于 10-10 10:46 ? 224次 閱讀
          Holtek推出Flash MCU BH66F5242可廣泛適用于測量類產品

          Holtek推出感煙探測器MCU BA45F5240及BA45F5240-2,具備AFE與雙通道IR發射驅動電路

          Holtek新推出集成感煙探測器 AFE、雙通道IR發射驅動電路的感煙探測器專用MCU ─ BA45....

          發表于 10-10 10:41 ? 106次 閱讀
          Holtek推出感煙探測器MCU BA45F5240及BA45F5240-2,具備AFE與雙通道IR發射驅動電路

          基于MCU BH66F2232系列血壓計,搭配多樣彈性化的通訊接口,實現血壓計的需求

          Holtek新推出高整合度血壓計MCU BH66F2232,其內建高性能的血壓計電路,包含多個可軟件....

          發表于 10-10 10:36 ? 54次 閱讀
          基于MCU BH66F2232系列血壓計,搭配多樣彈性化的通訊接口,實現血壓計的需求

          基于HT45F6530 MCU交流穩壓電源,可實現交流輸入與輸出電壓以及過零點量測

          Holtek針對交流穩壓電源AVR(Automatic Voltage Regulator) 推出H....

          發表于 10-10 10:33 ? 109次 閱讀
          基于HT45F6530 MCU交流穩壓電源,可實現交流輸入與輸出電壓以及過零點量測

          Holtek新推出血壓計Flash MCU BH67F2261,可滿足獨立型血壓計的需求

          Holtek新推出血壓計Flash MCU BH67F2261,其內建高性能的血壓計電路,包含多個可....

          發表于 10-10 10:28 ? 43次 閱讀
          Holtek新推出血壓計Flash MCU BH67F2261,可滿足獨立型血壓計的需求

          Holtek推出新款HT45F0062系列MCU,最多可驅動36點12顆RGBLED燈數

          Holtek RGB LED Flash MCU系列新增HT45F0062,此顆MCU為HT45F0....

          發表于 10-10 10:23 ? 43次 閱讀
          Holtek推出新款HT45F0062系列MCU,最多可驅動36點12顆RGBLED燈數

          PIC16F1946和PIC16F1947微控制器與LCD驅動器數據手冊免費下載

          PIC16F1946和PIC16F1947是64針閃存,8位CMOS微控制器與LCD驅動器和納瓦特X....

          發表于 10-10 08:00 ? 25次 閱讀
          PIC16F1946和PIC16F1947微控制器與LCD驅動器數據手冊免費下載

          DARWIN MCU在IoT市場的應用

          更智能、更精簡、更堅固。DARWIN MCU專為迅猛發展的物聯網(IoT)而生。這種全新品類的IoT....

          的頭像 Maxim視頻 發表于 10-10 03:14 ? 129次 觀看
          DARWIN MCU在IoT市場的應用

          MAX32650上的LCD控制器介紹如何配置LCD定時參數

          在系列視頻的第一部分,我們討論MAX32650微控制器的LCD控制器,以及如何將其連接到TFT LC....

          的頭像 Maxim視頻 發表于 10-09 03:12 ? 182次 觀看
          MAX32650上的LCD控制器介紹如何配置LCD定時參數

          lcd與LED哪個更適合室內你知道嗎?

          雖然說從以上幾來看lcd液晶拼接屏比較適用于室內環境、但如果室內環境過大,例如:火車站、機場、碼頭等....

          發表于 10-08 15:55 ? 81次 閱讀
          lcd與LED哪個更適合室內你知道嗎?

          VSF MCU的基本架構移植技巧淺析

          VSF的MCU移植包括2部分,1是基本構架,2是外設驅動移植。這里先講一下基本構架的移植。

          發表于 10-08 15:07 ? 65次 閱讀
          VSF MCU的基本架構移植技巧淺析

          MPLAB? X集成開發環境現已支持AVR?單片機

          對AVR架構不熟悉的開發人員可以利用跨多個操作系統的統一開發平臺輕松開始設計工作。

          的頭像 人間煙火123 發表于 10-08 12:44 ? 714次 閱讀
          MPLAB? X集成開發環境現已支持AVR?單片機

          192x64點陣的LCD液晶屏技術規格書詳細資料免費下載

          本文檔的主要內容詳細介紹的是192x64點陣的LCD液晶屏技術規格書詳細資料免費下載。

          發表于 10-08 08:00 ? 36次 閱讀
          192x64點陣的LCD液晶屏技術規格書詳細資料免費下載

          TS08NE 8通道自校準電容式觸摸傳感器的數據手冊免費下載

          RYBIAS連接到電阻器以決定振蕩器和內部偏置電流。因此,可以用RBBBB調節檢測頻率、內部時鐘頻率....

          發表于 10-08 08:00 ? 27次 閱讀
          TS08NE 8通道自校準電容式觸摸傳感器的數據手冊免費下載

          基于UT33B+數字萬用表的電池電量測量

          下面引導大家認識下革新性的UT33B+數字萬用表,這款產品外形美觀,體積小巧扎實,不單具備常規的電壓....

          發表于 10-06 16:15 ? 441次 閱讀
          基于UT33B+數字萬用表的電池電量測量

          2018年MCU市場現狀 預計2022年年收入紀錄將創歷史新高

          在2018年的報告中,IC Insight提高了對MCU出貨量的預測,2018年將達到18%,單位數....

          的頭像 e星球 發表于 10-06 15:00 ? 403次 閱讀
          2018年MCU市場現狀 預計2022年年收入紀錄將創歷史新高

          廉價版iPhone XR為什么推遲上市?零部件供應缺乏?

          據供應鏈廠商透露,由于iPhone XR采用6.1英寸LCD屏幕,蘋果設計要求的組裝公差太小,LED....

          的頭像 MCA手機聯盟 發表于 10-03 12:55 ? 1059次 閱讀
          廉價版iPhone XR為什么推遲上市?零部件供應缺乏?

          普拉斯,瑞薩芯,意法半導體等全球前十芯片巨頭入駐天貓京東怎么辦?

          近日,網友曝光,多家芯片巨頭進駐天貓!包括賽普拉斯(Cypress)、瑞薩(Renesas)、意法半....

          的頭像 半導體行業聯盟 發表于 10-03 12:38 ? 622次 閱讀
          普拉斯,瑞薩芯,意法半導體等全球前十芯片巨頭入駐天貓京東怎么辦?

          恒潤股份積極發力半導體設備 1.8億收購光科設備51%股權

          9月24日晚間,恒潤股份(603985)公告稱,公司擬通過現金支付方式收購江陰市光科光電精密設備有限....

          的頭像 CINNO 發表于 10-01 04:15 ? 883次 閱讀
          恒潤股份積極發力半導體設備 1.8億收購光科設備51%股權

          基于MCU單片機在蜂鳴器系統中的應用設計

          我們都知道一般的定時器為16位或8位循環計數,例如對于16位的計數器當計數器數值從0增加到65535....

          發表于 09-30 15:30 ? 215次 閱讀
          基于MCU單片機在蜂鳴器系統中的應用設計

          深度解析無人機的工作原理

          IMU感知飛行器在空中的姿態,將數據送給主控處理器MCU。主控處理器MCU將根據用戶操作的指令,以及....

          的頭像 嵌入式資訊精選 發表于 09-30 09:52 ? 802次 閱讀
          深度解析無人機的工作原理

          FU6831、11和18 MCU嵌入式可配置三相BLDC和PMSM電機控制器詳細介紹

          FU6831/11/18 系列是一款集成電機控制引擎(ME)和 8051 內核的電機驅動專用芯片。M....

          發表于 09-28 08:00 ? 57次 閱讀
          FU6831、11和18 MCU嵌入式可配置三相BLDC和PMSM電機控制器詳細介紹

          美國微芯科技推出PIC16F946 PIC?單片機,可滿足對LCD段數的不同需求

          PIC16F946 LCD PIC單片機采用納瓦技術,符合業界對低功耗設計的要求,可在待機狀態下驅動....

          發表于 09-27 16:02 ? 97次 閱讀
          美國微芯科技推出PIC16F946 PIC?單片機,可滿足對LCD段數的不同需求

          美國微芯科技推出全新的低功率16位PIC24F USB單片機

          Microchip現又推出全新的低功率16位PIC24F USB單片機系列,該系列器件與新的80 M....

          發表于 09-27 15:50 ? 319次 閱讀
          美國微芯科技推出全新的低功率16位PIC24F USB單片機

          美國微芯科技推出首款可驅動192段LCD的80引腳可編程單片機

          Microchip LCD PIC單片機系列配備程序閃存,功耗低,并具有LCD控制功能。與市場上同類....

          發表于 09-27 15:44 ? 72次 閱讀
          美國微芯科技推出首款可驅動192段LCD的80引腳可編程單片機

          JZ16F629 MCU方案設計開發的詳細數據手冊免費下載

          本文檔的主要內容詳細介紹的是JZ16F629 MCU方案設計開發的詳細數據手冊免費下載。

          發表于 09-25 08:00 ? 37次 閱讀
          JZ16F629 MCU方案設計開發的詳細數據手冊免費下載

          CD4056B-MIL 具有選通鎖存功能的 CMOS BCD 到 7 段 LCD 解碼器/驅動器

          CD4055B和CD4056B類型是單位數BCD至7段解碼器/驅動器電路,可在芯片上提供電平轉換功能。此功能允許BCD輸入信號擺幅(V DD 至V SS )與7段輸出信號擺幅(V DD 到V EE )。例如,BCD輸入信號(V DD 至V SS )可能小至0至-3 V,而輸出顯示驅動信號擺幅( V DD 到V EE )可能與0到-15 V一樣大。如果V DD 到V EE 超過15 V,V DD 至V SS 應至少為4V(0至-4V)。 7段輸出由DISPLAY-FREQUENCY(DF)輸入控制,該輸入使選定的段輸出為低,高或方波輸出(用于液晶顯示器)。當DF輸入為低電平時,BCD輸入選擇時輸出段將為高電平。當DF輸入為高電平時,BCD輸入選擇時輸出段將為低電平。當DF輸入處存在方波時,所選的段將具有與DF輸入相位相差180°的方波輸出。那些未被選擇的段將具有與輸入同相的方波輸出。液晶顯示器的DF方波重復率通常為30Hz(遠高于閃爍率)至200Hz(遠低于液晶頻率響應的上限)。 CD4055B提供電平轉換的高幅度DF輸出,這是驅動液晶顯示器中的公共電極所必需的。 CD4056B在BCD輸入端提供選通鎖存功能。 CD4055B和CD4056B上所有輸...

          發表于 08-30 15:00 ? 10次 閱讀
          CD4056B-MIL 具有選通鎖存功能的 CMOS BCD 到 7 段 LCD 解碼器/驅動器

          CD74HCT4543 用于 LCD 的高速 CMOS 邏輯 BCD 至 7 段鎖存器/解碼器/驅動器

          CD74HCT4543高速硅柵是一種BCD至7段鎖存器/解碼器/驅動器,主要用于直接驅動液晶顯示器。鎖存使能(LD)為低電平時,鎖存器可以存儲BCD輸入。當鎖存器使能為高電平時,鎖存器被禁用,使輸出對BCD輸入透明。該器件具有高電平有效消隱輸入(BI)和相位輸入(PH),方波應用于液晶應用。該方波也應用于液晶顯示器的背板。 特性 4.5 V至5.5 VV CC 操作 BCD代碼存儲的輸入鎖存器 消隱功能 補充輸出的相位輸入 扇出(超溫范圍) 標準輸出 - 10 LSTTL負載 平衡傳播延遲和轉換時間 與LSTTL邏輯IC相比顯著降低功耗 直接LSTTL輸入邏輯兼容性,V IL = 0.8 V最大值,V IH = 2 V最小值 CMOS輸入兼容性,I I 1μ[email protected] V OL ,V OH < /DIV> 參數 與其它產品相比?編碼器和解碼器 ? Function Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Channels (#) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ICC @ Nom Voltage (Max) (mA) tpd @ Nom Voltage (Max) (ns) Configuration Type IOL (Max) (...

          發表于 08-28 11:23 ? 47次 閱讀
          CD74HCT4543 用于 LCD 的高速 CMOS 邏輯 BCD 至 7 段鎖存器/解碼器/驅動器

          CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特網無線 MCU 模塊

          使用業界首款可編程FCC,IC,CE和Wi-Fi認證無線微控制器(MCU)模塊,內置Wi-Fi,開始您的設計連接。 SimpleLink CC3200MOD專為物聯網(IoT)而創建,是一個集成了ARM Cortex-M4 MCU的無線MCU模塊,允許客戶使用單個設備開發整個應用程序。憑借片上Wi-Fi,互聯網和強大的安全協議,無需先前的Wi-Fi體驗即可加快開發速度。 CC3200MOD將所有必需的系統級硬件組件(包括時鐘,SPI閃存,RF開關和無源元件)集成到LGA封裝中,以便于組裝和低成本PCB設計。 CC3200MOD作為完整的平臺解決方案提供,包括軟件,樣本應用,工具,用戶和編程指南,參考設計以及TI E2E支持社區。 應用MCU子系統包含行業標準的ARM Cortex- M4內核以80 MHz運行。 該器件包括各種外設,包括快速并行相機接口,I2S,SD /MMC,UART,SPI,I2C和四通道ADC。 CC3200系列包括用于代碼和數據的靈活嵌入式RAM;帶外部串行閃存引導程序和外設驅動程序的ROM;用于Wi-Fi網絡處理器服務包,Wi-Fi證書和憑證的SPI閃存。 Wi-Fi網絡處理器子系統具有Wi-Fi片上網絡,并包含一個附加功能專用的ARM...

          發表于 08-20 17:53 ? 56次 閱讀
          CC3200MOD SimpleLink Wi-Fi CC3200 片上因特網無線 MCU 模塊
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