PDR_ON出现的相关异常现象分析和解决方法介绍

一些STM32产品能够使能/失能内部电源监视器，通过PDR_ON引脚电平进行控制实现。PDR_ON引脚电平为低时，内部电源监视器关闭；当PDR_ON引脚电平为高时，内部电源监视器使能。

内部电源监视器影响的功能包括：POR（上电复位）、PDR（掉电复位）、BOR（欠压复位）、PVD（可编程电位检测）、VBAT功能。其中，VBAT功能包括：维持后备寄存器/存储器，为RTC、LSE振荡器提供后备供电和维持其在掉电时工作。

在使用低电压电源的低功耗应用中，当VDD低至最低供电电压附近时，PDR_ON管脚需要进行合理配置。一般当VDD在1.7V~1.9V之间时【不同系列可能略有差异，以手册中VDD范围为准】，可以考虑通过拉低PDR_ON管脚关闭内部电源监视器。当PDR_ON拉低时，内部电源管理器被关闭，POR和PDR功能停止工作，这样可以避免由于供电在POR/PDR阈值附近的电压波动而引起频繁的POR/PDR复位。当然，如果VDD一定不低于1.8V，则可将PDR_ON置高，不必关闭内部电源管理器。

如下电气参数表，摘自

DS11189（STM32F469xx）。当VDD较低时，在VDD纹波下，可能出现满足POR/PDR的触发条件。 例如1.8V供电，纹波在60mV，则VDD供电在1.74~1.86V之间波动，反复出现POR/PDR，这种情况就一定要考虑PDR_ON功能，将其下拉，关闭内部电源管理器。

PDR_ON拉低时，内部电源管理器失能，需要添加外部电源管理器。具体实现电路可参考AN4488。

注：仅在具有PDR_ON引脚封装的STM32产品才能关闭电源监视器。没有PDR_ON功能的STM32，默认使用内部电源监视器工作。 

异常现象描述

客户应用中，采用的电源为1.86V左右。根据上述分析，客户考虑到VDD波动低至1.8V（更准确来说，对应PDR域的最大值1.76V）的情况。将PDR_ON引脚下拉，关闭了内部电源管理器。

在压力测试环节，发现设备快速掉电重启时，MCU工作异常。异常后，即使通过热重启，MCU无法恢复工作，只能通过冷重启使其恢复。 如果设备掉电重启间隔时间长，则不存在这种问题。

原因分析

在展开分析时，先看一下采用电路的示意图，如下。

其中，PDR_ON采用下拉形式，根据上面介绍，内部电源管理器失能（内部的POR/PDR功能关闭）。

上图为NRST部分电路示意图，外部NRST引脚外接了100nF电容，与内部上拉电阻组成阻容电路，上电和下电时VDD和NRST信号如下图所示。在上电过程中，VDD有效时，NRST依然处于使能状态（低电位），起到了上电复位效果。但是能够看出，这种电路实现不会达到快速掉电复位效果。

经过与客户沟通，应用中存在掉电重启间隔非常短的情况。同时，由于VDD耦合电容的存在，VDD掉电同样是一个放电过程，存在如下波形图。

图中红框内，VDD电压已经下降到远低于MCU的正常供电范围（1.7~3.6V）。但是由于缺乏PDR，尽管NRST也在下降，但总体仍然处于非激活状态（高电位）。这会导致MCU运行在非正常供电下，甚至是VDD很低的情况下工作，而这种情况在产品的数据表中明确表示，运行在工作范围外，MCU无法正常工作。而红色部分，就是由于MCU工作已经异常，所以在再次上电时，MCU已经无法正常工作， tRSTTEMPO部分也无法正常生效（tRSTTEMPO对应部分如下图介绍）。

掉电重启间隔时间长，VDD放电充分，即使MCU工作异常，在充分掉电后，MCU也完全停止工作。再次上电时，则不会受到影响。

根据分析，异常出现的原因：在低电压供电需求下，关闭内部电源管理器时，并没有在外部增加电源管理单元实现类似功能。使MCU在极低供电电压下依然工作，引发MCU工作异常。

注：经过实测，STM32F469内部电源管理器的关闭，并不影响上图中tRSTTEMPO部分的功能。

总结及建议

MCU电源电路相对简单。但是在实际开发中，建议完全参考数据手册和《Getting started with xxxx MCU hardware development》中电源部分设计，避免由于对ST MCU不熟悉引发的硬件设计问题。