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【经验分享】关闭电源还在运行

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-16 20:35
问题:$ i  q: p% m) d: h; K  b' B3 _
该问题由某客户提出,发生在 STM32F103VBT6 器件上。据其工程师讲述:其产品中使用了 STM32 作为主控单元,负责系统的管理。在对产品测试时发现了一个奇怪的现象:在关闭电源后,STM32 仍然能够对 UART 上输入的信息做出回应。
& r9 @6 u; s* F' X0 T; T' M+ w调研:+ D: Q! W$ l# r- a" d
检查其测试装置,如图(一)所示:
) p2 A6 t8 i: O  p( S% \) H2 ^, x7 l4 ^7 c7 ^, w: N
QPYITS%L2WBS7DZO57BYPG5.png ! S0 a7 H' _9 Q+ g
+ S5 B# c! v( q; m! _' P
其中,USB 到 UART 转换器的 Tx 和 Rx 的信号标准为 3.3V CMOS,STM32 所使用的通信口为USART1。重复测试,现象如其所述。用万用表测量 STM32 的 VDD 端子,在 2.1V 左右。断开 STM32的 Tx 与 USB 到 UART 转换器的 Rx 之间的连接,STM32 的 VDD 端子上的电压无变化。断开 STM32的 Rx 与 USB 到 UART 转换器的 Rx 之间的连接,STM32 的 VDD 端子上的电压降为零。7 Z6 H' ~, l% e" J; ]2 w  k' g
/ j% N8 }/ P- U5 ?; x
结论:
+ R, A8 _7 L  |; hUSB 到 UART 转换器通过 STM32 的 USART1 的 Rx 管脚对 STM32 提供了电能,使其维持在运行状态。
' y3 i4 ~- e( x3 t9 ^
% H3 Q5 y; e8 d5 }7 E1 K处理:0 ~1 i) ?, p3 [# \4 _5 `
在 STM32 与对外的端子之间加隔离芯片,如图(二)所示:
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% G( F1 b0 n9 Y( x7 b1 V YRFZ%Q])2`(%FW[_~QOK[@K.png * E; V2 G7 x' ^  }) p3 c* [
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建议:
9 S# f, Q  }1 u3 A$ v4 X3 `STM32 的参考手册中,给出的 I/O 端子的结构如图(三)所示:+ t$ g7 C; H( U4 ?  ]
) F- ^7 T5 n$ T
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' @/ V! q  S# S1 S5 a, g
在每个 I/O 端子上集成有两个保护二极管,一个与 VSS 接连,而另一个与 VDD 连接。由于这种结构,使得 STM32 在电源停止对其供电时,有可能通过保护二极管从外部电路送来的高电平信号吸取电能,补充到其供电电路中去。而 STM32 本身是低功耗芯片,因此在某些情况下,可以依靠这种供电方式维持在运行状态。然而,让 STM32 处于这种运行状态是有危害的。具体表现为:' q, k) p4 x% @  I" `
1. 由于供电不稳定,STM32 并没处于稳定的运行状态,可能会产生误动作,危及系统安全;
+ M3 j2 \1 K! i6 p2. STM32 从外部电路吸取电能,增加了系统的功耗,而这部分电能的消耗是完全没有意义的;' i% E# j( ~4 a" D, X' T
3. STM32 的保护二极管所允许通过的电流并不大,在 5mA 以下。长期从保护二极管流过较大的电流,会导致 STM32 失效;; Z, J" v* b2 y
4. 由于 STM32 从外部信号吸取较大的电流,有可能导致该信号的电平偏离正常的电平标准,而造成其它电路对该信的识别出错;
  d9 H2 ]; l, \; B   所以,在 STM32 的应用中要避免这种情况的出现。通常的处理方法是加隔离芯片,如74HC245、74HC244、74HC125 等。: F5 W: B4 w& c
/ U6 v$ C3 q# z1 b: r
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