1 問題描述2 問題確認3 問題分析4 問題解決5小結

1. 問題描述

客戶調試STM32WLE5JB 樣機的時候遇到這樣一個問題：在調試LPUART，不打開外部時鐘的時候，能夠正常打印，若開啟外部的HSE 和LSE 后就沒有打印。

2.問題確認

發現上述問題時，客戶使用STM32CubeMX 生成的工程，所以首先建議客戶檢查LPUART 的時鐘配置有沒問題，并且讓客戶嘗試使用STM32Cube_FW_WL_V1.2.0ProjectsNUCLEOWL55JCExamplesUARTLPUART_WakeUpFromStop 例程對比驗證。后來客戶發現是開啟外部時鐘HSE 和LSE 后，程序直接卡死在HAL_RCC_OscConfig ,測量不到HSE 的32MHZ 信號。而客戶的程序移植到ST 官方的STM32WL NUCLEO 板上可以正常運行。通過前面的驗證很容易懷疑是不是客戶樣機外部HSE 32MHZ 的晶振沒有起振。拿到客戶的樣機后，嘗試更換32MHZ 晶振，調整晶振負載電容和使用TCXO，發現都沒辦法測量到32MHZ 信號，客戶程序依舊卡死在HAL_RCC_OscConfig.

3. 問題分析

由于前面都是用客戶的電腦和程序調試，客戶的電腦上的Keil 版本不能單步調試。針對客戶的問題，基于STM32WL AT slave 例程，運行在客戶樣機上發現現象一致，也是卡死在HAL_RCC_OscConfig 。但使用單步調試進入HAL_RCC_OscCongig 里面發現，卡死具體的原因不是HSE，而是LSE 初始化出了問題，一直在等待LES ready 的信號。具體代碼如下：

針對上面的分析，把RTC時鐘源更改為HSE_RTC，如下圖一，圖二, AT slave例程可以正常運行，32MHZ晶振可以起振，使用AT指令可以測量出RF有正常發射出信號。

圖一

圖二

同時，對于客戶需要使用LPUART，可以按照圖三的時鐘配置驗證：

圖三

客戶用他們手上樣機同步驗證，發現結果一致。確實不使用LSE后，樣機可以正常工作，32MHZ晶振也可以正常起振。下一步就要分析導致LSE無法正常工作的原因?？蛻粲邪唇ㄗh嘗試更換32.768KHZ的晶振以及負載。并且調整LSEDRIVE為high 即__HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_HIGH)，發現依然無法正常使用LSE。

4.問題解決

針對LSE無法起振問題，嘗試了上面針對硬件和軟件多種方法后依然沒有解決。后來仔細檢查客戶原理圖發現，客戶在32.768KHZ晶振上添加了1M的反饋電阻，如圖四R34

圖四

而在STM32WL 規格書 DS13105 Multiprotocol LPWAN 32-bit Arm Cortex-M4 MCUs, LoRa, (G)FSK, (G)MSK, BPSK, up to 256KB Flash, 64KB SRAM (version 8)中明確表示禁止在32.768KHz 晶振的OSC32_IN 和OSC32_OUT引腳中間添加反饋電阻。如下圖五：

圖五

后面按規格書要求，去掉客戶樣機上的R34 1M電阻，32.768KHz 晶振就可以正常起振，程序不會再卡死在LSE初始化。問題得到解決。

另外，根據AN2867 關于STM32MCU晶振的參考設計要求，從客戶晶振規格書查到下面參數：

ESR=90K 歐姆

CL = 12.5pF

C0 = 1.3pF

計算得到跨導：gmcrit=2.9032uA/V

可以看到跨導大于STM32WLE5JBI6規格書中LSE最大驅動能力2.7uA/V，如圖六示：顯然增益裕量不符合起振條件即Gainmargin>5

圖六

所以最后也建議客戶后續更換符合STM32WL規格書要求的32.768KHZ 晶振。具體晶振選型可以參考AN2867。

5.小結

本篇筆記分析了客戶使用外部時鐘調試STM32WL LPUART無法正常工作的問題。最后分析出問題是由LSE的32.768KHZ晶振沒有正常起振引起。而32.768KHZ晶振無法正常起振則是因為客戶在32.768KHZ晶振上添加了1M的反饋電阻。雖然在AN2867里有對STM32晶振使用反饋電阻的建議，但需要注意的是針對STM32WL這顆芯片，其規格書中有明確要求禁止在32.768KHz 晶振的OSC32_IN 和OSC32_OUT引腳中間添加反饋電阻。后面將客戶樣機上的1M的反饋電阻去掉后，樣機的32.768KHz 晶振可以正常起振，程序運行正常。雖然最后客戶樣機使用晶振可以正常起振，但根據AN2867，客戶晶振的增益裕量是不符合起振條件的。所以為了避免后續產品量產時出現低速晶振無法起振問題，建議客戶參考AN2867選擇合適的32.768KHz 晶振。