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STM32 内核复位 与 系统复位 区别及程序实现

发布时间:2020-07-08 发布时间:
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1 写在前面

某些系统允许复位,但对外设又有特殊要求:某一个IO状态不能因为复位而改变,某一个定时器计数器不能改变等。

例子:A系统通过一个IO控制B系统的电源,而这个IO置高时才开启B系统的电源。

正常工作过程中,B系统只有收到A系统关机命令任务才会进行关机(也就是说不能掉电关机),而A系统在工作过程中有复位的需求。

这个时候如果使用常规的复位方式,就会复位IO,不符合要求。如果有一种方式只复位内核而不复位外设就好了。

接下来就介绍两种复位的实现方式。

2 关于复位

说到复位,我们都不会陌生,系统基本都有一个复位按键。

复位的种类有很多:上电复位、掉电复位、复位引脚复位、看门狗复位、软件复位等。

上面说的复位按键,也就是对应复位引脚复位;而本文说的内核复位与系统复位是属于软件复位。

3 内核复位与系统复位的区别

本文说的内核是指处理器内核,也就是MPU(Microprocessor Unit)。比如STM32F103,其内核就是Cortex-M3内核。

而这里的系统就是包含内核和外设,也就是MCU(Microcontroller Unit),对于STM32F103来说,就是Cortex-M3内核+各种外设接口。

内核复位:只复位Cortex-M3处理器,而不复位外设如GPIO、TIM、USART、SPI等的寄存器。

系统复位:即复位Cortex-M3处理器,又复位外设寄存器。

因此,我们常说的复位一般指的是系统复位。

4 内核复位与系统复位的函数源代码

本文以Cortex-M3(STM32F103)为例来说明,其他芯片类似。

编写了4个复位函数,内核复位(C语言)、内核复位(汇编)和系统复位(C语言)、系统复位(汇编):

void NVIC_CoreReset(void);  //内核复位(C语言)

void NVIC_CoreReset_a(void);  //内核复位(汇编)

void NVIC_SystemReset(void);  //系统复位(C语言)

void NVIC_SystemReset_a(void);  //系统复位(汇编)


在ST官方库中的core_cm3.h文件中已经提供了NVIC_SystemReset的C语言源代码。


Cortex-M3允许由软件触发复位序列,用于特殊的调试或维护。在Cortex-M3中,有两种方法可以实现自我复位。


第一种方法:置位 NVIC 中应用程序中断与复位控制寄存器(AIRCR)的 VECTRESET 位(位偏移:0)。


4.1 NVIC_CoreReset内核复位


这种复位的作用范围覆盖了整个Cortex-M3处理器,除了调试逻辑之外的所有角落,但是它不会影响到Cortex-M3处理器外部的任何电路,所以STM32上的各片上外设和其它电路都不受影响。


编写的NVIC_CoreReset函数C语言源码:


static __INLINE void NVIC_CoreReset(void)

{

    __DSB();

    //置位VECTRESET

    SCB->AIRCR = ((0x5FA << SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos)      |

                  (SCB->AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk) |

                   SCB_AIRCR_VECTRESET_Msk);

    __DSB();

    while(1);

}


汇编版函数源码:


__asm void NVIC_CoreReset_a(void)

{

    LDR R0, =0xE000ED0C

    LDR R1, =0x05FA0001  //置位VECTRESET

    STR R1, [R0]

    deadloop_Core

    B deadloop_Core

}


内核复位主要注意:SCB_AIRCR_VECTRESET_Msk和LDR R1, =0x05FA0001,这是和系统复位唯一的区别。


第二种方法:置位 NVIC 中应用程序中断与复位控制寄存器(AIRCR)的 SYSRESETREQ位(位偏移:2)。


4.2 NVIC_SysReset系统复位


系统复位是置位同一个寄存器中的 SYSRESETREQ 位。这种复位则会波及整个芯片上的电路:它会使Cortex-M3处理器把送往系统复位发生器的请求线置为有效。但是系统复位发生器不是Cortex-M3的一部分,而是由芯片厂商实现,因此不同的芯片对此复位的响应也不同。因此,读者需要认真参阅芯片规格书,明白当发生片内复位时,各外设和功能模块都会回到什么样的初始状态,或者有哪些功能模块不受影响(比如,STM32系列的芯片有后备存储区,该区就被特殊对待)。


大多数情况下,复位发生器在响应 SYSRESETREQ 时,它也会同时把Cortex-M3处理器的系统复位信号(SYSRESETn)置为有效。通常,SYSRESETREQ不应复位调试逻辑。


这里有一个要注意的问题:从SYSRESETREQ被置为有效到复位发生器执行复位命令,往往会有一个延时。在此延时期间,处理器仍然可以响应中断请求。但我们的本意往往是要让此次执行到此为止,不要再做任何其它事情了。所以,最好在发出复位请求前,先把FAULTMASK置位。可以采用下列汇编语句:__disable_fault_irq();。


core_cm3.h中提供的NVIC_SystemReset函数C语言源码:


static __INLINE void NVIC_SystemReset(void)

{

  SCB->AIRCR  = ((0x5FA << SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos)      | 

                 (SCB->AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk) | 

                 SCB_AIRCR_SYSRESETREQ_Msk);            

  __DSB();     /* Ensure completion of memory access */ 

  while(1);     /* wait until reset */

}


汇编版函数:


__asm void NVIC_SysReset_a(void)

{

    LDR R0, =0xE000ED0C

    LDR R1, =0x05FA0004

    STR R1, [R0]

    deadloop_Sys

    B deadloop_Sys

}






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