APM32 CSS时钟安全系统

只看该作者 · 2023-7-10 16:09

本帖最后由 Alden 于 2023-7-10 16:09 编辑

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CSS时钟安全系统是MCU中防止外部晶振失效导致MCU无法正常工作的故障处理功能。
能够自动关闭外部高速晶振，并且将系统时钟切换到内部高速时钟HSI。保障芯片继续运行，并且可以软件再配置系统时钟。
接下来使用APM32F103ZE开发板和APM32的SDK来测试下CSS的功能。

根据用户手册，CSS的开启只需要使能时钟控制寄存器RCM_CTRL的19bit CSSEN就能开启CSS功能。

而代码就只需要简单的一行： RCM_EnableCSS();
同时在NMI_Handler中断服务函数中加上清CSS中断的操作，即可实现基本的CSS的功能。

复制

int main(void)

{

    GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;

        

          RCM_EnableCSS();



    APM_MINI_LEDInit(LED2);



    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA);

    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_8;

    GPIO_ConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);

    RCM_ConfigMCO(RCM_MCOCLK_SYSCLK);



    while(1)

    {

        APM_MINI_LEDToggle(LED2);

        Delay();

    }

}





void NMI_Handler(void)

{

                 if (RCM_ReadIntFlag(RCM_INT_CSS) != RESET)         

                 {



                         RCM_ClearIntFlag(RCM_INT_CSS);

                 }                         

}

使用镊子短接外部高速晶振可以看到，之前72M主频下闪灯比较快，短接后主频切换到内部晶振8M的主频，闪灯频率明显变慢。
但是松开镊子后频率还是慢的，没有恢复。
这是因为触发CSS后PLL和HSE都被关闭，需要软件开启才能重新恢复。

想要系统时钟在短接结束后恢复原有的主频配置可以等待HSE恢复起振后重新配置系统时钟。
那要怎么知道HSE什么时候恢复起振了呢？
查看用户手册发现，HSE恢复起振也是可以产生中断的。

在时钟中断寄存器（RCM_INT）中会产生HSECLK 就绪中断标志。由此可以在HSE恢复后重新配置时钟。
配置代码如下：

复制

int main(void)

{

    GPIO_Config_T GPIO_ConfigStruct;

        

          SetSysClock();

          RCM_EnableCSS();

        

    NVIC_ConfigPriorityGroup(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);

    NVIC_EnableIRQRequest(RCM_IRQn, 0, 1);



    APM_MINI_LEDInit(LED2);



    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA);

    GPIO_ConfigStruct.pin = GPIO_PIN_8;

    GPIO_ConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_ConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    GPIO_Config(GPIOA, &GPIO_ConfigStruct);

    RCM_ConfigMCO(RCM_MCOCLK_SYSCLK);



    while(1)

    {

        APM_MINI_LEDToggle(LED2);

        Delay();

    }

}



void NMI_Handler(void)

{

                 if (RCM_ReadIntFlag(RCM_INT_CSS) != RESET)         

                 {

                            RCM_ConfigHSE(RCM_HSE_OPEN);

                                         RCM_EnableInterrupt(RCM_INT_HSERDY);

                                RCM_ClearIntFlag(RCM_INT_CSS);

                 }                         

}



void RCM_IRQHandler(void)

{

                 if (RCM_ReadIntFlag(RCM_INT_HSERDY) != RESET)         

                 {

                                  SetSysClock();

                            RCM_EnableCSS();

                                        RCM_ClearIntFlag(RCM_INT_HSERDY);

                 }                         

}

在短接外部晶振后，CSS时钟安全系统启动，系统时钟切换到HSICLK，进入NMI_Handler开启HSE使能和HSE就绪中断使能，
HSE恢复起振后触发HSE就绪中断，进入RCM_IRQHandler重新初始化时钟，再次开启CSS时钟安全系统。
实测也可以看到短接外部高速晶振后LED闪烁频率变慢，不短接后LED闪烁频率恢复正常，往复多少都可以正常响应。

由此可以看出CSS时钟安全系统在HSE容易受到干扰的场景可以有效的维持芯片的运行，并能够配置恢复正常的时钟配置，提高系统的稳定性。