【MCU实战经验】基于STM32F107的嵌入式操作系统学习笔记

putiandiao 提问时间：2014-3-31 20:14 /

前段时间学习RTOS，μC/OS-III，教材是micrium的中文版，板卡是中国版板卡，例子非常详细，代码风格很好，值得学习。
附件对《嵌入式实时操作系统UCOS-III应用开发--基于STM32微控制器》的第一个例子给出了自己的分析和解读，对入门有一定的帮助作用。
STM32F107的内部资源也非常丰富，板卡本身的外设和扩展能力也不错。试验过micrium的嵌入式TCP/IP，也很不错，只是提供库，并且限制很多，有点不爽。
希望拿到这块性能更高的STM32F4的板卡，期待在上面移植μC/OS-III和GUI以及嵌入式协议栈。也期待和大家一起进步！

2014-4-30 08:35:55
刚好STM32的官方社区上传了不少的中文资料，这些都是和实际应用开发密切相关的，在指导我们的设计和调试工作具有现实意义。

在需要文档的时候，直接以名称进行搜索即可。
接下来将简略记录每个文档的阅读笔记。
1、PCB 漏电引起 LSE 停振 (1)文档
文档中有几个关键的地方，一个是振荡器的设计，最基本的就是要满足起振条件。具体分析可以参考另外一篇文档《Pierce振荡器设计》，此文详细解读了ST MCU的振荡器设计原理和计算方法，注意，公式的来源在本文中给出，有兴趣的可以看一看。
当你发现LSE停振时，首先要检查的就是设计上的原因。是否是设计不合格，就导致了无法起振，尤其是遇到大批量产品时，更应该注意。（在这里，有必要提一下的就是电容的容差可能很大，如果计算出的指标处于起振的边缘地带，可以说就找到了问题的根源）
在查找错误的过程中，要特别注意操作顺序，并记录下来。比如本文的操作，先刮除电子绝缘胶、乙醇清洗、热风枪吹干、上电测试，结果正常，而对比试验中无热风枪吹干，因此结果不正常。因此怀疑有水气凝结导致漏电，最终导致LSE无法起振。
根据不断的分析和测试，以及和电子绝缘胶工厂的联系，认为凝固过程中，有乙醇分子游离出来，但是我们知道，乙醇是不导电的，它之所以导电，是因为吸收了空气中的水汽（或者是胶体中的水汽），并且电离导致的。应该说，是在这种电子绝缘胶凝固的过程中，吸收了空气中的水汽，并且最终导致漏电。
根据文档介绍，我认为就是胶体干得不彻底，也就是说表面干了，里层的微量水分还是存在于胶体中，甚至在PCB上，所以，出现此故障。

2、潮湿环境下不工作
第一眼看到，可能就是时钟模块不能正常工作了。
认真检查以下端口：VDD、VSS、VDDA、VSSA、VBAT、Vref+、Vref-、VRST、BOOT0、BOOT1。
结果发现其BOOT0悬空，未做任何连接，这将导致STM32因环境不同而进入不同的模式。
BOOT1端子对外驱动其他芯片，暂不考虑。
将其下拉或者是接一个拨码开关，手动选择启动模式。

3、外部IC连接NRST导致MCU内部复位信号失效的问题
内部复位失败，很可能就是复位信号冲突。之前在LPC3250的复位电路设计中，使用了外部看门狗复位电路，复位输出信号连接到74LVC2G07DCK缓冲器，高电平时，74LVC2G07DCK输出高阻态，因此不影响LPC3250的内部看门狗复位。
据文中描述，外部强制给STM32 MCU复位引脚高电平，而MCU内部复位输出低电平，除了导致复位失败以外，还会因为大电流导致损坏器件（NRST通路上的导通内阻很小）
文中仔细分析了STM32内部复位电路。并且给出了基于PP、OD的设计方法。OD模式直接可用，PP模式则需要增加一个反向二极管，防止高电平对MCU造成影响。如果处于PP模式下，硬件已经固化，那么软件上可以将在输出低电平时输出低电平，在非低电平时，将其IO设置为输入模式，并且下拉，相当于释放 NRST。
此文的参考价值很不错。

4、跳不出的 while 循环
哈哈哈，编译器的问题。不由得想到了本科毕设的时候，写的一个if……else语句中，总有部分条件控制部分不执行，当时也不知道怎么解决的，反正折腾了很久（当时用的51）。不过，现在想想，可能也是变量的定义问题和编译器优化的问题导致的。
volatile修饰变量，编译器每次都在其存储位置读取变量值，而不是缓存中。否则，编译器一优化，将导致缓存中的数据不发生变化，这样就会出现本文所描述的跳不出while循环了。
顺便学习下从汇编代码中找出原因。

5、在IAR 6.5下如何将数据存放至flash中
文中提到了ICF文件，前几天一直想看来着，就网上搜索了一番，学习了不少有深度的东西。
https://www.stmcu.org.cn/file:///C:/Users/lyzqlove/AppData/Local/YNote/Data/ly2008lq2006@126.com/8c6aba819759411995de55d43d81bff0/clipboard.png
对于ICF文件的详细解读，请参考《IAR环境下的ICF文件解析》，这里不再赘述。

6、MDK Logic Analyzer 功能在STM32中的实现问题
使用MDK的逻辑调试功能的一个例子。主要是开发环境的配置。

7、STemWin_Library_V1.1.1中STM324x9I-EVAL的RTOS工程显示不正常问题
显示问题，源于引脚复用，并且切换导致的时序错误。

8、CR95HF 的初始化步骤
关于NFC芯片的初始化的简介，主要是复位和唤醒。

9、时钟失效后 CPU 还会运行
这篇文档也不错，虽然外部的晶振被接地了，但是PLL的输出依然存在，只是不再满足相关的公式了。也就是说，“输入信号频率为0时，输出信号也为0”是不成立的。
因此，通过有无时钟来驱动CPU执行指令的方式来判断HSE是否失效的方案是行不通过的。
解决方法是开启CSS，也就是时钟安全系统。具体操作，请移步对应文档，以及芯片数据手册。

9、浮点 DSP 运算效率不高
非常有用。平时在写程序过程中，虽然用到浮点的地方非常少，但是真要用起来，恐怕也会犯同样的错误。本文介绍了如何高效的利用CM4的浮点运算能力。硬件配置都很强大后，那么软件设计需要跟上才行。
有机会接触到CM4后，一定要好好的学习研究下。以后的工作中就要用到这些了。

10、进入了已屏蔽的中断
中断的操作，进入中断服务程序，检测中断请求标志位，之后要清除中断请求标志位，防止重复进入中断。原因有两个，一个是外设中断请求标识一直存在，另外一个就是中断服务程序退出过快导致CPU尚未来得及
理会外设发出的撤销中断请求标识。好吧，还是看原文，说得很明白。

11、鬼魅一样的 Hard Fault
缓存溢出导致总线错误，最终升级为Hard Fault，文中分析了几种错误类型，以及从软硬件上给出了错误排查的方向。

12、未完待续。。。