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一个关于电源问题导致STM32 MCU功能异常的话题

Miler 茶话MCU 2022-09-11

一个关于电源问题导致STM32 MCU功能异常的话题

整理:Miler Shao

某日有个工程师反映,在使用STM32F103RB芯片开发产品过程中,发现有部分样机拔电后,快速放电再上电后,MCU运行不起来,即使按复位键也无济于事,单片机仿佛进入了一个未知的世界。客户觉得复位都不能让芯片工作起来,有点纳闷,问题颇为严重。潜意识里有点怀疑是不是MCU有品质缺陷。

查看了客户的相关电路原理图,跟客户也来回做了些沟通。结合客户反馈的现象和以往的经验,初步判断问题应该出在电源这块。建议客户先从MCU外围的电源脚检查开始,然后进一步验证相关电源芯片的品质好坏或相关外围器件的参数等。

客户工程师将信将疑地先从与VDD有关的电源脚的连接及相关外围元件开始检查确认。



客户拿着电路板检查时,发现MCU电源脚边上有2处的电容虚焊了,具体就是STM32F103RB的第48脚、第46脚的电容假焊了。客户将这2个地方补焊之后,反复验证测试,先前症状消失。说明问题正是这2个地方导致的。

有人也许会问,那两个小电容有那么重要吗?

STM32F103RB是64脚,下面是它的管脚布局图【在芯片数据手册里获得】。


显然,第48脚、第64脚都是供电脚。在数据手册里还有个芯片供电框图如下。



该框图对各个电源脚的滤波电容均有明确推荐告知,特别在图下方还有句郑重提示。对于接在VDD与GND之间的那个4.7UF电容,要接到VDD3那个脚位置。

不容置疑,这些电容的有无、参数大小及布局都是有讲究的,尤其是要保证芯片批量性、长期性稳定工作肯定是必要的。如果不重要不必要,厂家也没必要费劲啰嗦那些,更不用来个Caution做警示。顺便插一句,在阅读ST MCU技术手册时要特别留意那些标注NOTECAUTION的语句及段落。有时稍微多留心下,说不定可以省却你半天甚至几天的折腾。

其实,在做MCU开发应用过程中,不少问题往往与电源有关。比方稳压器件品质电源外围器件品质及参数PCB地线的布局等都有可能导致系统异常,或者说导致MCU功能异常。其中有些问题的原因可能比较隐晦,除了需要工程师的智慧外,更需要耐心和细心。比方本例的电容虚焊问题,工程师查找验证工程中还是很细心的。当然,也希望通过对本案例的分享,也让其它同仁有些不尽相同的感悟或感受。

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