Добрый вечер, уважаемые коллеги.
Раздумываю над переходом с Atmega на STM32 в небольшом проекте на автомобильную тематику. Железка принимает команды по RS485 и управляет всяким: ШИМ на лампы дальнего света (ДХО), включение отключение небольшой нагрузки и т.д. С задачей справлялась 8 Мега, а теперь возникла потребность во втором UART-е, и посему руки чешутся вкорячить туда STM32 M0+.
Внимание, вопрос знатокам: AVR всю жизнь выпускала кондовые камни, которые при минимально нормальной обвязке не боятся ни иголок, ни перегруза по току на порт, ни КЗ. Вобщем, спалить AVR-ку - задача не тривиальная, требующая от схемотехника особой, патентованой рукожопости. А как с этим делом у STM-а? На что в первую очередь нужно обратить внимание, помимо обвязки питания и ресета? Страшные истории приветствуются!
С уважением!

На даташит и референс мануал.

Один начинающий программист не хотел изучать железо и генерил код в CubeMX. За это опытные программисты смеялись над ним и показывали пальцем вслед. И однажды...

Если руки не оттуда растут, то ни одна супернадёжная микросхема не поможет.

Это был прекрасный коммент. Я буду перечитывать его длинными зимними вечерами за кружкой водки, пуская скупую мужскую слезу на распечатки манов!

Как так-то?

Можете ёрничать сколько угодно, но строгое следование документации избавляет от большинства проблем.

Что уж там, следует ожидать от STM32 большей уязвимости, конечно. Из того, что знаю: после монтажа SMT изредка встречаются битые порты. Были ли они битые до монтажа - вот не знаю, кто может утверждать. Про авр того же сказать не могу, ибо никогда их не использовал

Спасибо за ответ. Вас понял. Принято!
Кто-нибудь в зале может принять эстафету у джентльмена?

Ну так надо выбирать 5-и вольтовые кортексы, как тут - https://habr.com/post/382097/

Работают девайсы (F100) в промышленном стендовом оборудовании, наличие импульсных токов, также двигатель+частотник присутствует.
Из специфики по защите - опторазвязка по линиям связи, ограничители напр. по входным цепям, LC фильтр по питанию процессора,
Иногда новые (как декларируется) процессоры имеют повышнный ток потребления, вплоть до существенного нагрева. Но это вопрос скорее, на каком "базаре" их покупали, и какими руками паяли. С MSP430 были аналогичные траблы, но до нагрева дело не доходило, ограничивалось десятком-другим mA.

Подвердить могу одно: 8-битные AVR в DIP корпусе могут работать без сбоев в самой каке, навроде шкафа с контактерами, силовыми реле, магнитными пускателями и т.д. Требуется лишь стабильное питание, и защита входов.

STM в подобной ж.ппе мной не проверялся, но в управлении силой до 100+ ампер, сбоев также не замечено.

Факт сбоя определялся по ватчдогу. В правильно сработанной конструкции, такие события не были зафиксированы, даже при частичном выгорании силовой части устройства.

Из разряда легенд, которые появились в компании ещё до меня:
В одном из узлов - гальваноразвязанный измеритель под потенциалом 60кВ и с возможностью высоковольтных пробоев на корпус для измерений стоит ATMEGA88.
Было две попытки вкорячить туда STM32 для унификации - безуспешно, не живут.
Причём и документацию внимательно изучали и дополнительных мер по защите было более десятка.
Сейчас это уже действует как правило. В таких узлах только AVR.
На мой взгляд причин две:
1. Более высокое напряжение питания.
2. Большая стойкость выводов по энергии.
Хотя на уровне обычных напряжений и энергий помех работают STM32 без нареканий. Надо только соблюдать определенные правила.
Например AVR мне не попадались с отгоревшими выводами, а STM32 сколько угодно.
Кстати STM8 вроде тоже покрепче в плане стойкости к ЭМИ.

Если нужен пример сравнения надежности, то беспроводные устройства на проводах ЛЭП 110 и 220 кВ, сделанные на ATmega128/1284, STM32L151 и STM32F051 не имеют никаких отличий в надежности. Все устройства одинаково высоконадежны. От ATmega отказались ввиду устарелости и соответ. дороговизны микроконтроллеров. Теперь только STM32F051.

Недавно такое у меня случилось. :-(
Одна ножка оказалось мертвой при первом включении.
К ножке подключен выход оптрона с последовательным резистором в 300 Ом. И выход оптрона подтянут к питанию через 3,3 кОм.

Похоже на классическое "Одна бабка сказала".

Производим для спецтехники (бортовая сеть 24В) продукцию на STM32 сотнями, за несколько лет ни одного случая с "битыми портами". "Случайность!? Не думаю!"©
Все чипы были приобретены через "Элитан"/"Промэлектроника", никаких Али и прочих экспрессов.

Когда перешел с AVR на STM32, то ощутил разницу конкретно.
Однажды на mega8 прилетело вольт 12 на один из пинов. Он послушно отгорел и, вроде, перестал работать на вывод. Все остальное выжило.
В STM32 если порт выгорает, то это как правило приводит к КЗ по питанию. Хотя МК продолжает работать, только потребляет несколько ампер и греется как утюг.
Вначале меня такое поведение расстроило, а потом очень даже настроило. Сделал что-нить не так (не по документации) - получаешь очевидную реакцию в виде "КЗ по питанию". Очень это дисциплинирует и заставляет ответственно относиться к дизайну. Зато при грамотном дизайне камень не подводит даже в тяжелых условиях.
Когда-то давно разработал пульт с сенсорными кнопками, который устанавливается в кабине машиниста электрички. За год эксплуатации, вроде, несколько раз кто-то когда-то наблюдал что кнопки то ли не нажимались, то ли нажимались самопроизвольно. Я поправил коэффициенты в прошивке для более суровой фильтрации и решил проверить в условиях помех. Какие только помехи я не создавал вблизи пульта - ноль реакции. Рядом с кнопками - они срабатывают, но ровно так же как и от другого проводящего элемента. Устроил уровень помех "жесть"... короче у меня сгорела вся индикация (в прямом смысле, с дымком) в одном канале БП TPR3005T-3C, от которого питал пульт, а пульту вообще ничего. Короче, нормально STM32 живут и работаю в электричке в каждом вагоне в ящике с другим оборудованием. Нормально себя чувствуют и в станках в 10 см от нескольких (4 шт) киловаттных импульсных преобразователей для нагрева нихрома.
Вывод: если сравнивать по "дубовости", то AVR значительно выигрывает. Но с нормальным дизайном STM32 становится неубиваемой.
Лирическое отступление: у меня примерно равное количество AVR с косячными фьюзами и STM32 с КЗ по питанию (около 5 шт).

Печальный опыт есть.
Ладно там, когда подаешь на ножку 30 вольт. Понятно дело. Но даже и тут. У какого-нить МК от Зилога (типа Z86E030) выгорает только эта ножка. А к примеру STM32F030 выгорает полностью. Уходит в КЗ по питанию.
Для себя понял, что надо изолировать МК вчистую. Не помогут ни конденсаторы, ни последовательные резисторы, ни всякие там диоды на питание/землю.

stm32 очень любят подделывать, шибко популярные камни. Отсюда скорее всего и проблемы с портами. Покупайте в надёжных проверенных конторах, - у нас с stm32 проблем никогда не было.

Хех! И у меня аналогичная ситуация: за много лет - ни одной сгоревшей AVR.
...Может потому, что никогда их не применял?
Тема - из разряда фобий AVR-щиков. Весь мир уже много лет применяет ARM-ы везде где только можно, а ТС как будто из какой-то дремучей деревни вылез, где и слыхом не слыхивали про современное состояние в отрасли.
Когда что-то где-то сгорает - это следствие только кривых рук.


Это точно! Таких разработчиков, которые "подают на ножку 30 вольт", лучше изолировать от МК подчистую!

Не обязательно.
Причина может быть и в жадности.
Например если ставить STM32 на двухслойки, то однозначно схлопочите пробой портов.
Или скажем ставить Y5S конденсаторы вместо X7R.
Или дешевые кварцы без разбору.
Но что удивительно, это порой оправдано, если к примеру сбой ни к чему плохому не приводит.
Те же пульты и HMI интерфейсы, они могут сбиваться по несколько раз на дню, никто не заметит или проигнорит. Теперь же это норма.
Или облака сенсоров. Там отказ одного сенсора ни к чему не приведет, просто отключат из цепи.

Про устойчивость AVR-ок к сбоям - чистый миф.
Я консультировал фирму делавшую 5 кВт усилители для телевизионных вышек.
В блоке питания у них стояли AVR-ки.
У них они сбоили так, что ребята искали по всему городу профессионалов кто бы указал им на причину.



Не далее как весной я собственноручно подал 220 В на шину CAN сети из 6-и устройств на STM32.
Неудачно был к сопле от CAN подсоединен щуп осциллографа и эта сопля коснулась клеммы контактора.
Все STM32 выгорели до единого ну и драйверы CAN тоже.

+ случайного стечения обстоятельств
+ контрафакта
+ недостатка опыта/знаний
+ несоблюдения режимов эксплуатации
+ заряженные частицы из космоса
+ в развлекательных целях
+ еще много чего


И первоклассников, которые не знают основы дифференциально-интегрального исчисления, изолировать от математики подчистую.

Речь идет о случайном попадании высокого напряжения, после которого контроллер выжил.
Конечно, никто специально в дизайне не будет закладывать подачу 30 вольт на вход МК.



Можете, схему показать? А мы вам ошибку в ней исправим, и больше у вас такого не повториться.

Вот это кстати странно.
Согласно программе испытаний при сертификации на электронику подают разряды по нескольку киловольт, зависит от назначенного класса испытаний.
И под сотню вольт достигает выводов микроконтроллеров.
В дизайне такие случаи должны быть предусмотрены обязательно.

Аккредитованные сертификационные конторы даже заставляют писать отчеты че будет если все перед микроконтроллером сгорит и он останется один на один с высоковольтным импульсом.


Сомневаюсь. Мы с одних и тех референсов срисовываем.
Но у меня теперь больше опыта чем у вас.
Я знаю как и че горит, а вы нет.

Я думаю у бомжа с улицы больше опыта в исследовании различных веселящих жидкостей чем у Вас. Считаете это своим недостатком?

Не факт. У бомжа нет системности.

Всем кто ответил по делу низкий поклон, без дураков. Это важно.

Таки да, и що Ви мене хочите этим сказать?

По большому счету, "как будто" в Вашей фразе - лишнее. ТС ковыряется в своей небольшой песочнице и не в курсе, что происходит в отрасли. А здесь ТС скромно обратился к опыту старших коллег, и те из них, кому распухшее ЧСВ не мешает ходить, любезно этим самым опытом поделились. За что им еще раз спасибо!



Не будет ли столь любезен, многоуважаемый джин, рассказать что не так с ДПП применительно к STM32?

А у меня есть ТЗ и Договор. Если что-то сгорит, то крайним буду я.
Поэтому опыта выгорания чего-либо у меня значительно меньше - отрицать было бы глупо.

Насчет сертификации. Все импульсы описаны.
Дизайн схемы с энергией этих импульсов поступает так, что до МК доходит только приемлемый уровень.
Можно сколь угодно тщательно перерисовывать референсы, но без понимания сути, имхо, толку мало.
Осознать суть помогает ответственность, заложенная в Договоре в условиях, описанных в ТЗ.

Я без наездов. Просто покажите обвязку CAN-физики, и вопрос разрешится.


У меня все дизайны с неотгорающими портами в STM32 исключительно на ДПП.
Но уверен, что всемогущий джин способен сотворить дизайн для убийства STM32 в любом количестве слоев.

Сколько уже сделали импульсных БП на stm32f3 и ни разу такого не наблюдали, хотя самый простой на 1,5кВт.

Недавно в щите управления освещением. Токовый трансформатор сгорел(как эксплуататорам не объясняй, что если рассчитано на 50А то 80А подавать не надо), Видимо фаза попала на преобразователь 0-5А в 0-5ма, он тоже сплавился. Шибануло на плату, сгорела мега16 и все что питалось вместе с ней, пробило все конденсаторы по питанию, сгорел ADM3485 (все микросхемы полопались). Сгорели все ADM3485 на шине RS-485 и у всех AVR вынесло порты к которым были подключены ADM3485. В приборе на STM32, лично, по ошибке, подключил 220 на RS-485 шину (A и . Тихо умер ADM3485 и ВСЁ. СТМ остался полностью исправен.

Говорят, в Кинетиксах используются для работы немного другие электроны, поэтому только Кинетиксы могут работать на ДПП.
Я лично так понял суть высказываний уважаемого AlexandrY.

Спасибо за толковый разбор.
Вопрос: на всех портах AVR стоит достаточно надежная защита по перенапряжению, поэтому обычно хватает токоограничивающего резистора, и в тяжелых случаях стабилитрона перед входом, опторазвязка - только когда коммутируем высокое напряжение или мониторим высокую сторону входящего. А как с этим делом у STM-а, нужно ли гальванически развязывать все входы/выходы по которым может проскочить ВЧ иголка?

Думаю, благородный дон хочет сказать, что колбасу на бутерброд кладёт исключительно на сантиметровый подслой чёрной икры, а платы заказывает от 8 слоёв.

Вот здесь поподробнее можно?

Алаверды на Ваше "лирическое отсупление" https://electronix.ru/forum/index.php?showt...42&hl=w5200
Полагаю, Вам понравится

Нет. Не другие электроны, а другая архитектура портов.
В остальном во многом похожи на STM32 и имеют те же проблемы.
На двух-слойках можно делать только маленькие платы (5x5 см) с чипами до 48 ног.
Доказательств не требуйте, считайте это моя экспертная эвристика.
Скажем если меня попросят сделать двухслойку для STM32F09, то я откажусь, независимо от того сколько позволят ставить стабилитронов, TVS-ов и последовательных резисторов.

Я делаю примерно так, как на прицепленной схеме.

Мда, видно вы действительно ооочень сильно боитесь ЭМИ.
Но с такой схемой деградирует быстродействие, увеличиваются фазовые задержки, уменьшается точность, при этом получаете слабый ток обтекания в случае сухих контактов, но существенные утечки в питании.
Т.е. ни то ни сё.

Мне резисторов и конденсаторов не жалко ни по цене, ни по площади.

"Но с такой схемой деградирует быстродействие" - тау выбирается по теореме Котельникова в случае аналогового входа.
Это же решение используется и для дискретных входов. Меня фильтр с частотой среза 1000Гц вполне устроит, т.к. обработка
сигналов медленная с периодом 10мс.

"увеличиваются фазовые задержки" - в каком знаке после запятой в цикле 10мс?

"уменьшается точность" - для дискретного входа? для аналогового на сколько процентов (при 5% допусках на резисторах и 20% керамике)?

"при этом получаете слабый ток обтекания в случае сухих контактов" - 1 мА. Сколько надо?

"но существенные утечки в питании" - 8мА для 8 каналов.

Есть у меня решение где ток 12.5мА собран на честном источнике тока и измеряется падение напряжения на резисторе.
Есть решение с последовательным опросом нескольких шин по очереди для уменьшения питающего тока. Но это все экзотика.

Накину этого-самого на вентилятор. Вот так у меня выглядит дискретный вход.
А теперь готов слушать какой я олень , только чур обосновывать!

1. Конденсаторов нет керамических.
Представьте, что каждый резистор у вас замешен эквивалентной схемой параллельно включенных резистора и паразитного конденсатора.
Быстрое dU/dt пролетит у вас к пину МК, если нет конденсаторов.
2. На VD8 у вас упадет 0.7В.
Т.е. вход МК у вас в принципе будет от 0.7В до 5В. Если на F4, R31 проводах и сенсоре у вас еще сколько-то нападает,
то есть риск, что логического нуля ваш МК никогда не увидит. Есть у меня ощущение, что иногда сенсором может выступать схема с ОК.
Она автоматом добавит свои 0.7В. А если разработчик сенсора на выходе еще диод добавит...
Поэтому я сам диоды не использую и другим их везде применять не советую.

Прицепил схему обвязки CAN-физики. По моим представлениям ущерб от 220В будет, но будет минимальным*.

(*) Гарантируется дизайном. В изделии не проверялось.

Тут и обосновывать нечего.
Вы думаете что ваш F4 спасет микроконтроллер?
Сначала умрет ваш микроконтроллер, потом все остальное и только потом сработает F4

Если на вход подать -12В, то через F4 аккурат потечет в районе 120мА.
МК уцелеет. F4, скорее всего, тоже. А на R31 будет около 1.5Вт тепла.
По моим прогнозам, праотцов раньше всех увидит R31.
Поэтому, никаких предохранителей на входе не ставлю: ни обычных, ни самовосстанавливающихся,
ибо все равно сгорит резистор и потребуется ремонт.
Защиту от дурака рекомендую делать на уровне отдела кадров.

в последней плате на STM32 вспомнил старый метод, который исправно применял 20 лет назад. И который потом позабыл по причине устойчивости моих МК от Зилога (Z8Encore).
А именно конденсатор параллельно выходу оптрона. У оптрона ж проходная емкость в доли пФ. И при разности потенциала в импульсе в несколько сотен вольт на ножке МК может вывалиться импульс вполне приличной амплитуды.
Теперь буду ставить 1000 пФ на оптрон.

Принял. Понял. Спасибо!

Там B0540W, вроде ~0.35В на 25мА, нет?

Да. Но у диодов Шоттки низкие напряжения и высокие цены в сравнении с тем же 1N4148.
От обратной полярности у вас все равно будет спасать VD9.
А прямая полярность заставит схему испытывать стресс при 17.6В (0.12 А * 100 Ом + 5.6В), вместо 45.6В (40В + 5.6В).
Если у вас 12В сигналы, питание и т.п., то разницы я особо не вижу.
Если они (12В) попадут в линию, то схема с шотткой ничего не заметит, без шоттки будет терпеть (если R31 от полуватта и выше),
но сенсору будь то сухой контакт, хоть ОК-схема - мало не покажется.

Довольно часто прохожу испытания своих приборов на ЭМС и на мегах и на стм, разницы в поведении нет

VDD это питание контроллера +5В.
Если я Вас правильно понимаю, то схема начнет чего-то испытывать только при напряжении приложенном к разъему X12: Uп = напряжение обратного пробоя VD8 + 5В. Или я не прав?

Правы. При критическом напряжении обратновключенный диод начнет пропускать некий ток. Падение напряжения на нем значительные,
соответственно и мощность тепловая будет не малая. Например, при 10мА и 40В это порядка 0.4Вт. Диодик довольно быстро нагреется и
все еще более усугубится. Скорее всего случиться КЗ у диода. Тогда током порядка 0.4А вышибет пробку (F4). Но диод уже не вернешь.
Но скорее всего никаких 40В в вашей схеме никогда не будет. Чуваки быстро подсядут на то, что +-12В/24В в сигнальной линии им сходит с рук.
Приучатся собирать схемы не по сборочному чертежу, а методом тыка - мол, если так не заработала, то переверни полярность.
На электричках чуваки вообще многое на искру проверяют %))
Короче, весы допустимости ошибок перевесят значительно в сторону "делай тяп-ляп - все проканает", затем цивилизации падут,
а всему виной несчастный диодик на входе.

Так дуракоустойчивость жЫ - наше все, а предохранитель не жалко, абы порт не выгорел и остальная логика продолжила работать! Плюс, вход этот заточен под сигналы 0...27В или сухой контакт, так что позволю себе с Вами не согласиться.
Правильно ли я понимаю, что из критических про...бов здесь только отсутствие конденсатора после R32, или я еще что-то упускаю?

Не после, а до.
Наносек импульсы проходят через VD9 в общий платы и дальше смещают на наносекунды потенциалы граунда включая OSC и PLL ядра, после чего все дружно виснут.
Правильно давать таким импульсам уходить в конденсатор питания через шотки которые оба тут тоже отсутствуют.
Хотя такие вещи надо обсуждать вместе с трассировкой.
Вообще Сortex-ы - это уже больше про трассировку чем про схему.

Спасибо. Т.е. полагаться на подтяжку плюса как в AVR здесь уже нельзя?

Так точно.
Схема хороша. Придумать что-то лучше сложно.
Либо придется как-то задачку конкретизировать/подрезать, либо спорить о проблемах в шестом знаке после запятой.

Зная особенность русскоязычных форумов, я все-таки поинтересуюсь. Это не шутка? Мне просто тут сарказм за буковками не разглядеть . Но в любом случае, всем ответившим, спасибо за помощь!