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2019年09月21日 | stm32上电自启动后运行不正常的故障排查分析
2019-09-21 来源：eefocus
最近负责一个项目，用到stm32f4的一款高性能芯片。研发过程中遇到一个很诡异的现象，前前后后折腾了两三天，最后才搞定。由于是新手，经验不足，排故过程很纠结~~
现象如下：
采用JLINK下载程序后，断电让其上电重新启动，发现有时可以正常运行，有时候无法正常运行，大约每两、三次就有一次无法正常上电启动。
2.通过JLINK调试程序，每次均正常运行。太诡异了！
发现问题后开始定位原因。首先考虑是BOOT启动出问题了，stm32f4启动方式分三种：User FLash、SystemFlash和EmbeddedSRAM，通过BOOT0和BOOT1管脚配置。程序正常运行时从User FLash启动，如果BOOT0和BOOT1配置不正确，会导致无法正常运行；而通过JLINK调试程序，程序直接下载到SRAM中运行，不存在此问题。于是，通过万用表测BOOT0和BOOT1管脚电平，都是低电平，没问题！于是，基本排除此原因了。
其次，考虑电源供电不稳定问题。通过万用表测量各个模块电压，发现电压均正常值。那也有可能是系统上电时刻，由于负载变化，导致电压跳变，之后电压又稳定了，所以测量不出来。通过示波器捕捉电压变化，未发现明显的异常跳变。通过万用表测电流为88mA，并不大。初步认为不是电源供电问题导致。
然后，考虑是否是由于复位信号不稳定的原因。板子采用了外置复位芯片，上电后会产生复位信号，此提供给处理器、蓝牙等模块。由于JLINK调试时会自动产生一个复位信号，让系统恢复默认状态，然后程序开始运行，因此调试下程序应该都能正常启动。但是如果程序断电后上电启动，如果复位信号过短或者不稳定，有可能导致无法正常启动了。完美的解释！哈哈，那一瞬间仿佛找到问题所在了。程序无法正常启动时，RESET信号手动接地（给一个低电平脉冲），处理器都开始工作了！这进一步验证了我的推断。于是锁定是复位信号不稳定导致的，开始折腾复位信号，通过示波器观察、隔离复位信号、加滤波电容、换复位芯片等方法进行定位。最后发现复位信号感觉也没有什么问题，真是怪了！纠结~~~~
后来有人建议是不是晶振不稳定。但是，晶振不稳定，调试程序时也应该出现同样现象啊，道理上解释不通啊。无解啊~~~
后来求助同事，他是电子硬件方面的专家。我们几人仔细琢磨了板子的原理图和实验现象后，他突然问你的BOOT0怎么没有接电阻到公共地啊？我说接了吧，之前还用万用表量过电平，是低电平。他说不对啊，就是没接地啊。我才猛地想起来，板子是另外一个同事焊的，交到我手里时说板子已经仔细检查过了，没问题。当时，由于项目紧张，就没有再仔细核实。我再仔细一看，确实没接地，也就是悬空状态！而之前测电压是低电平，有可能是由于下拉电阻的作用。崩溃了！这么粗心，居然没有自己检查。赶紧焊电阻接地，重新上电，发现正常了。测试了三四十次，都是正常的。看来这次真正找到原因了，就是由于BOOT0悬空而导致的。BOOT0悬空时，其状态是不确定的，会导致程序无法从UserFlash中正常启动，就可能出现时好时不好的现象了！哎，原来是这样。终于长嘘了一口气。
问题终于解决了，但是还是有一点无法理解：既然是BOOT0悬空引起的，但是为什么将处理器的RESET信号手动接地（给一个低电平脉冲），处理器又正常运行了？难道是因为再次复位上电重启时，恰好BOOT0又被识别为低电平？RESET信号影响了BOOT0的状态？看来还需要进一步做实验，才能解答此疑惑。
史海拾趣
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