MCU code fault analysis

记录在MCU出现未按照预期工作的解决方案或思路

MCU发送一帧数据后，立刻又收到一个字节数据（GD32E230）

一、测试条件、故障现象、复现过程

  1. 在bootloader中，使用CDBus协议。使用上位机多次读写会高概率出现舵机不响应情况
  2. 舵机串口原理图，使用USART0 PA9引脚

  1. 串口初始化时配置为TX RX都使能；切换发送和接收时只切换485的DE RE引脚上的电平：
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#define RXMODE()      gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_0)
#define TXMODE()      gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_0)
void serial_init(void)
{
    USART_CTL0(USART0) &= ~USART_CTL0_WL;
    USART_BAUD(USART0) = 0x271;
    USART_CTL2(USART0) |= USART_CTL2_HDEN;
    USART_CTL0(USART0) |= USART_CTL0_TEN | USART_CTL0_REN | USART_CTL0_UEN;
}

void uartSend(uint8_t *buf, uint8_t len)
{
    for (uint8_t i = 0; i < len; i++)
    {
        USART_TDATA(USART0) = *buf++;
        while (RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TC));
        usart_flag_clear(USART0, USART_FLAG_TC);
    }
}

void uartRecive(void)
{
    while(1)
    {
        if (usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_RBNE))
        {
            // recive uasrt data

            // to do responed
            TXMODE();
            uartSend();
            RXMODE();
        }
    }
}

二、分析故障

  1. 调试时发现：MCU回复主机命令后，可以看到，MCU又接收到了一个字节的数据（此时主机并没有发送数据），这个字节的数据和MCU自己发送的第一个字节相同

  1. 在GD32e23x用户手册中写明了：通讯冲突由软件处理

  1. 根据手册我推测：MCU初始化串口时同时开启了TX 和 RX，在MCU回包时RX没有关闭，导致MCU把TX的数据认为时RX的数据，由于RX的缓冲区RDATA只有一个深度，仅在被MCU读出后才能接收新的数据，因此当MCU发送完所有数据后，MCU判断到有新的串口数据。

四、解决故障

  1. MCU串口初始化时进开启RX
  2. MCU在回包时打开TX，关闭RX
  3. MCU在回包结束后关闭TX，打开RX
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#define RXMODE()    \
do {    \
    gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_0);   \
    usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_DISABLE);  \
    usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE); \
}while(0)
#define TXMODE()    \
do {    \
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_0);   \
    usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_DISABLE);    \
    usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);   \
}while(0)

void serial_init(void)
{
    USART_CTL0(USART0) &= ~USART_CTL0_WL;
    USART_BAUD(USART0) = 0x271;
    USART_CTL2(USART0) |= USART_CTL2_HDEN;
    USART_CTL0(USART0) |= USART_CTL0_REN | USART_CTL0_UEN;
}

农业无刷电机，快速下上电，出现电机不工作（AT32F413）

一、测试条件和故障现象

  1. 电源网络：220V—->24V–DCDC–>9V–LDO–>5V/3.3V
  2. 上电，客户使用脚本让电机在允许范围内随机高频运动。
  3. 突然拍下急停（断开220V—->24V链路），立刻恢复，电机无法通讯，无法工作。

二、复现过程

  1. 用python写脚本让电机在允许范围内随机高频运动。串口通过RS-485连接程控电源。在一定时间内随机关闭电源，然后立刻开启电源。无法复现。
  2. 手动将电源电压调到0V。开启电源，然后1V/step增加电压，逐渐到9V。电机无法通讯。

三、分析故障

  1. 使用示波器抓晶振，不起振。重新给复位信号，晶振起振，电机工作正常。
  2. 在system_init函数中增加IO toggle（不要太多次，会导致电压稳定，故障消失）。
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void SystemInit (void)
{

    #if IODEBUG
    crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    gpio_init_type gpio_init_struct;
    gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);

    gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MODERATE;
    gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_10;
    gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    gpio_bits_reset(GPIOB, GPIO_PINS_10);
    #endif



    #if defined (__FPU_USED) && (__FPU_USED == 1U)
    SCB->CPACR |= ((3U << 10U * 2U) |         /* set cp10 full access */
                 (3U << 11U * 2U)  );       /* set cp11 full access */
    #endif

    /* reset the crm clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */
    /* set hicken bit */
    CRM->ctrl_bit.hicken = TRUE;

    /* wait hick stable */
    while(CRM->ctrl_bit.hickstbl != SET);

    /* hick used as system clock */
    CRM->cfg_bit.sclksel = CRM_SCLK_HICK;

    #if IODEBUG
    gpio_bits_toggle(GPIOB, GPIO_PINS_10);
    gpio_bits_toggle(GPIOB, GPIO_PINS_10);
    #endif
    /* wait sclk switch status */
    while(CRM->cfg_bit.sclksts != CRM_SCLK_HICK);
    #if IODEBUG
    gpio_bits_toggle(GPIOB, GPIO_PINS_10);
    gpio_bits_toggle(GPIOB, GPIO_PINS_10);
    #endif

    /* reset hexten, hextbyps, cfden and pllen bits */
    CRM->ctrl &= ~(0x010D0000U);

    /* reset cfg register, include sclk switch, ahbdiv, apb1div, apb2div, adcdiv,
     clkout pllrcs, pllhextdiv, pllmult, usbdiv and pllrange bits */
    CRM->cfg = 0;

    /* reset clkout[3], usbbufs, hickdiv, clkoutdiv */
    CRM->misc1 = 0;

    /* disable all interrupts enable and clear pending bits  */
    CRM->clkint = 0x009F0000;

    #ifdef VECT_TAB_SRAM
    SCB->VTOR = SRAM_BASE  | VECT_TAB_OFFSET;  /* vector table relocation in internal sram. */
    #else
    SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;  /* vector table relocation in internal flash. */
    #endif
}
  1. MCU卡在了while(CRM->cfg_bit.sclksts != CRM_SCLK_HICK);

四、解决故障

  1. 由于MCU在system_init 阶段就已经不工作，因此需要在system_init启动阶段就开启看门狗
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void SystemInit (void)
{
    if(crm_flag_get(CRM_WDT_RESET_FLAG) != RESET)
        crm_flag_clear(CRM_WDT_RESET_FLAG);
    wdt_register_write_enable(TRUE);
    wdt_divider_set(WDT_CLK_DIV_4);
    wdt_reload_value_set(1000 - 1);
    wdt_counter_reload();
    wdt_enable();

    #if defined (__FPU_USED) && (__FPU_USED == 1U)
    SCB->CPACR |= ((3U << 10U * 2U) |         /* set cp10 full access */
                 (3U << 11U * 2U)  );       /* set cp11 full access */
    #endif

    /* reset the crm clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */
    /* set hicken bit */
    CRM->ctrl_bit.hicken = TRUE;

    /* wait hick stable */
    while(CRM->ctrl_bit.hickstbl != SET);

    /* hick used as system clock */
    CRM->cfg_bit.sclksel = CRM_SCLK_HICK;

    /* wait sclk switch status */
    while(CRM->cfg_bit.sclksts != CRM_SCLK_HICK);

    /* reset hexten, hextbyps, cfden and pllen bits */
    CRM->ctrl &= ~(0x010D0000U);

    /* reset cfg register, include sclk switch, ahbdiv, apb1div, apb2div, adcdiv,
     clkout pllrcs, pllhextdiv, pllmult, usbdiv and pllrange bits */
    CRM->cfg = 0;

    /* reset clkout[3], usbbufs, hickdiv, clkoutdiv */
    CRM->misc1 = 0;

    /* disable all interrupts enable and clear pending bits  */
    CRM->clkint = 0x009F0000;

    #ifdef VECT_TAB_SRAM
    SCB->VTOR = SRAM_BASE  | VECT_TAB_OFFSET;  /* vector table relocation in internal sram. */
    #else
    SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET;  /* vector table relocation in internal flash. */
    #endif
}