CH32L103时钟安全系统

只看该作者 · 2024-6-18 17:34

1、时钟安全系统介绍

时钟安全系统是控制器的一种运行保护机制，它可以在HSE时钟发送故障的情况下，切换到HSI时钟下，并产生中断通知，允许应用程序软件完成营救操作。

一般情况下，当时钟安全系统被激活后，在HSE故障后会进入NMI中断，在NMI中断函数中，可以切换至HSI，配置HSI与HSE相同的系统主频，保证程序能以相同的频率运行下去。注意中断函数中要清除CSSF位标志。

2、时钟安全系统应用

关于时钟安全系统的使能，可在程序中直接调用RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE);函数使能开启时钟安全系统，该函数主要是对时钟控制寄存器（RCC_CTLR）位19 CSSON位进行配置，如下图，该位置1，使能时钟安全系统。

进入NMI中断后，注意要清除时钟安全系统中断标志位，可直接调用RCC_ClearITPendingBit(RCC_IT_CSS);函数进行清除或直接对时钟中断寄存器（RCC_INTR）位23置1，都是一样的。

时钟安全系统应用程序如下：

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/*********************************************************************

 * @fn      main

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Main program.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

int main(void)

{

    u8 i = 0;



    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    SystemCoreClockUpdate();

    Delay_Init();

    USART_Printf_Init(115200);

    printf("SystemClk:%d\r\n", SystemCoreClock);

    printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );

    printf("This is printf example\r\n");

    

    GPIO_Toggle_INIT();



    /* Enable Clock Security System(CSS): this will generate an NMI exception when HSE clock fails */

    RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE);



    while(1)

    {

        Delay_Ms(250);

        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (i == 0) ? (i = Bit_SET) : (i = Bit_RESET));

    }

}

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/*********************************************************************

 * @fn      NMI_Handler

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   This function handles NMI exception.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void NMI_Handler(void)

{

    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);



    //清除时钟安全系统中断标志位（CSSF）

//    RCC->INTR |= (1<<23);

    RCC_ClearITPendingBit(RCC_IT_CSS);



    /* Flash 2 wait state */

    FLASH->ACTLR = (uint32_t)FLASH_ACTLR_LATENCY_2;



    EXTEN->EXTEN_CTR |= EXTEN_PLL_HSI_PRE;



    /* HCLK = SYSCLK */

    RCC->CFGR0 |= (uint32_t)RCC_HPRE_DIV1;

    /* PCLK2 = HCLK */

    RCC->CFGR0 |= (uint32_t)RCC_PPRE2_DIV1;

    /* PCLK1 = HCLK */

    RCC->CFGR0 |= (uint32_t)RCC_PPRE1_DIV2;



    /* PLL configuration: PLLCLK = HSI * 12 = 96 MHz */

    RCC->CFGR0 &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_PLLSRC | RCC_PLLXTPRE | RCC_PLLMULL));

    RCC->CFGR0 |= (uint32_t)(RCC_PLLSRC_HSI_Div2 | RCC_PLLMULL12);



    /* Enable PLL */

    RCC->CTLR |= RCC_PLLON;

    /* Wait till PLL is ready */

    while((RCC->CTLR & RCC_PLLRDY) == 0)

    {

    }

    /* Select PLL as system clock source */

    RCC->CFGR0 &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_SW));

    RCC->CFGR0 |= (uint32_t)RCC_SW_PLL;

    /* Wait till PLL is used as system clock source */

    while ((RCC->CFGR0 & (uint32_t)RCC_SWS) != (uint32_t)0x08)

    {

    }



//    while (1)

//    {

//    }

}

程序中，使能开启时钟安全系统，当HSE故障异常时，会进入NMI中断，并配置HSI提供与HSE相同的系统主频，保证程序的正常运行。

程序中，若不开启时钟安全系统，当HSE故障后，会切换到HSI，以8M的系统主频运行，表现现象为LED的闪烁频率下降。

正常情况下，LED灯每隔250ms闪烁，波形如下：

HSE故障后，LED灯每隔3s闪烁，波形如下，程序运行异常：

当开启时钟安全系统后，HSE故障后，会进入NMI中断配置HSI提供与HSE相同的系统主频，保证程序的正常运行。时钟安全系统开启后，HSE故障时波形如下：

由上图可以看到，HSE故障后，切换到HSI，程序以同样的频率运行。NMI中断中，进入中断后会将PA1引脚拉低（初始化配置高电平），由上图通道2可以看到PA1引脚已被拉低。

附件为CH32L103时钟安全系统应用例程，可下载参考。