[G32A] G32R501产品经验分享之四“电源管理调试设计若干建议”

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 楼主| IT-ZTP 发表于 2025-8-3 15:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 IT-ZTP 于 2025-8-3 15:33 编辑

G32R501产品经验分享之四电源管理调试设计若干建议

大家好,最近在研究极海G32R501的产品,书接上回:G32R501产品调试经验分享之“电源管理模块(PMM)技术介绍”今天来跟大家一起分享G32R501电源管理模块硬件设计与软件调试若干建议


首先回顾一下之前三章内容
G32R501产品调试经验之一“系统启动(BOOT)”
https://bbs.21ic.com/icview347581811.html?fromuser=ITZTP
G32R501产品调试经验分享之二“写寄存器保护与CAP的渊源”
https://bbs.21ic.com/icview347592811.html?fromuser=ITZTP
G32R501产品经验分享之三-电源管理模块(PMM)技术介绍
https://bbs.21ic.com/icview-3476022-1-1.html?fromuser=IT-ZTP



现在进入今天的主题分享了:

G32R501产品经验分享之四电源管理调试设计若干建议

一、电源模式选型建议

1、G32R501支持两种电源模式:

1.1使用内置1.1V LDO稳压器
  - VREGENZ引脚接地
  - 仅需提供3.3V VDDIO电源
  - 适合低功耗、简单应用
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1.2外部VREG模式:
使用外部1.1V电源
  - VREGENZ引脚接高电平
  - 需同时提供3.3V VDDIO和1.1V VDD
  - 适合高精度、高性能应用
57379688f101ca03fc.png
1.3 VREG使用选型建议
- 优先选择内部VREG模式以简化设计
- 若封装无VREGENZ引脚,则强制使用内部VREG模式


二、电源管理寄存器配置建议
2.1 电压监控配置
```c
// 启用I/O BOR监控(默认启用)
PMM->VMONCTL |= PMM_VMONCTL_BORLVMONDIS_MASK;

// 检查电源状态
if(PMM->VMONSTAT & PMM_VMONSTAT_BORLV_MASK) {
    // VDDIO欠压事件处理
}
```

2.2 低功耗模式配置
```c
// 进入低功耗模式前检查电源状态
while(!(PMM->VMONSTAT & PMM_VMONSTAT_BORLV_MASK));

// 配置SYSCLK分频
SYSCTL->CLKDIV = SYSCTL_CLKDIV_DIV(16);
```

2.3 复位源诊断

```c
void CheckResetSource(void) {
    uint32_t resetSrc = SYSCTL->RESETSTAT;

    if(resetSrc & SYSCTL_RESETSTAT_POR_MASK) {
        // 上电复位
    }
    if(resetSrc & SYSCTL_RESETSTAT_WDRS_MASK) {
        // 看门狗复位
    }
    if(resetSrc & SYSCTL_RESETSTAT_EXTRS_MASK) {
        // 外部复位
    }
    // 清除复位标志
    SYSCTL->RESETSTAT = resetSrc;
}
```

2.4 电源监控调试

2.4.1 实时电压监测
```c
void MonitorVoltage(void) {
    while(1) {
        if(PMM->VMONSTAT & PMM_VMONSTAT_BORLV_MASK) {
            // 触发低电压处理
            EmergencySave();
        }
        DelayMs(100);
    }
}
```

2.4.2 压摆率测试代码
```c
void TestSlewRate(void) {
    uint32_t startTime, riseTime;

    // 记录VDDIO上电时间
    startTime = GetMicroseconds();
    while(!(PMM->VMONSTAT & PMM_VMONSTAT_PORLV_MASK));
    riseTime = GetMicroseconds() - startTime;

    // 计算压摆率(假设从0V上升到3.3V)
    float slewRate = 3300.0 / riseTime; // mV/μs

    if(slewRate < 82.5 || slewRate > 363) {
        // 压摆率不符合要求
    }
}
```

三、 常见问题解决方案推荐

3.1 启动失败问题排查XRSn反复跳变,无法正常启动

可能原因及解决:
1. VDDIO压摆率不足:
   - 检查电源IC输出能力
   - 增加储能电容
   - 减小电源走线阻抗
98182688f1031b60a3.png
2. 去耦电容不足:
   - 确认VDDIO每个引脚有0.1μF电容
   - 检查VDD总电容是否达标

3. 复位电路问题:
   - 检查XRSn上拉电阻和滤波电容
   - 测量复位信号波形

3.2 异常复位问题

现象:运行中意外复位

调试步骤:
1. 读取RESETSTAT寄存器确定复位源
2. 如果是BOR复位:
   - 检查VDDIO电压波动
   - 考虑启用外部监控器
3. 如果是WDRS复位:
   - 检查看门狗配置
   - 确认喂狗间隔

3.3 电源噪声问题

现象:模拟性能下降或数据异常

解决方案:
1. 加强VDDA滤波:
   - 增加π型滤波器阶数
   - 使用低ESR电容
2. 优化PCB布局:
   - 缩短电源走线
   - 增加接地层
3. 软件滤波:
   - 增加ADC采样次数求平均
   - 启用硬件滤波功能


四、软、硬件设计检查清单建议

4.1 硬件检查清单
- [1 ] 所有VDDIO引脚有0.1μF去耦电容
- [2 ] VDD总电容满足要求(内部模式12-27μF,外部模式≥10μF)
- [3 ] VDDA有2.2μF去耦电容
- [4 ] 复位电路上拉电阻(2.2kΩ-10kΩ)和滤波电容(≤100nF)正确
- [5 ] VREGENZ引脚正确配置(内部模式接地,外部模式接高)
- [6 ] 无电源引脚悬空

4.2 软件检查清单
- [1 ] 上电后读取复位源状态
- [2 ] 关键操作前检查电源状态
- [3 ] 低功耗模式配置适当SYSCLKDIV
- [4 ] 看门狗定时器正确配置和喂狗

五、总结&元件选型
5.1 关键参数总结
参数
最小值
典型值
最大值
单位
VDDIO压摆率(上电)
82.5
-
363
mV/μs
VDD压摆率(外部模式)
3.5
-
100
mV/μs
XRSn释放延迟
-
248
-
μs
Boot-ROM执行时间
-
900
-
μs
VREG启动时间
80
340
-
μs
I/O BOR阈值(下降)
2.81
-
3.00
V

5.2 推荐元件选型

功能
推荐型号
关键参数
3.3V LDO
TPS7A3301
500mA, 低噪声
1.1V LDO
TPS7A2025
200mA, 高精度
复位IC
TPS3823
200ms延时, 推挽输出
去耦电容
GRM155R61A104KE15
0.1μF, X5R, 16V
大容量电容
TPSD107K010R0150
10μF, 钽电容

本文档提供了G32R501电源管理模块的完整硬件设计和软件调试指南,工程师可根据具体应用需求调整参数和配置。好了,如上是跟大家分享G32R501电源管理模块硬件设计与软件调试若干建议,大家看了有什么启发,可以文章下方留言,谢谢大家!!!



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