STM32 und externer Quarz (12MHz)

[Nik D. (nik_uc)]

Hallo Forum,

wie der Betreff scho sagt habe ich ein Problem mit einem STM32 welcher 
mit einem externe Quarz von 12MHz arbeitet( oder soll). Ich weiß nicht 
genau ob ich den Controller richtig programmiert habe, denn folgendes 
Verhalten erscheint mir komisch. Der uC funktioniert eigentlich richtig, 
sprich ein Delay von 1000us sind (laut oszi und Pin togglen) auch 
1000us. Die Kommunikation über UART (115200 Baud) funktioniert tadellos 
und auch die Timer laufen richtig. NUR! der I2C (C2) will einfach nicht 
funktionieren. Suspekt ist allerdings, im Simulator wird er richtig 
erkannt und eingestellt, spiele ich allerdings das Programm auf den uC 
und lasse den Debugger laufen, sehe ich im I2C Fenster (IDE = Keil) 
nur(siehe auch Screenshot)
Clock Enabled
I2C Clock Error, FREQ set wrong

Ich bin mir nicht ganz sicher ob ich alle einstellungen auf die externen 
12MHz richtig umgestellt habe. Hier mal meine (teilweise) konfiguation:

 
void RCC_Configuration(void)   
{    
    RCC_DeInit(); // RCC system reset(for debug purpose)  
     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); // Enable HSE
    //RCC_HSEConfig(RCC_HSE_Bypass); // Enable HSE  

 while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); // Wait till HSE is ready   
   
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); // HCLK = SYSCLK   
     
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); // PCLK2 = HCLK   
   
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); // PCLK1 = HCLK/2  
   
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); // Flash 2 wait state   
    

    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); // Enable Prefetch Buffer 
   
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_6); // PLLCLK = 12MHz * 6 = 72 MHz   
   
    RCC_PLLCmd(ENABLE); // Enable PLL  
   
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);  // Wait till PLL is ready
   
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); // Select PLL as system clock source 
   
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); // Wait till PLL is used as system clock source

  RCC->APB2ENR |= 1; // Enable Alternate function IO clock

  RCC->APB2ENR |= 8; // IO port B clock enable

  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // DMA clock enable
}

stelle ich gleich in der 2. Zeile die Funktion

 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

 auf

 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_Bypass);

 um, funktioniert nichts mehr, der Controller hängt sich bei der 
Schleife

  while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET);

 auf, bzw verweilt dort.
Die Konfiguration meines I2C Kanales schaut folgendermaßen aus:

void i2c_intern_conf(void)
{
  
  
  I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
  I2C_DeInit(I2C2);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); 
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;    //Beim Empfang der eigenen Adresse oder eines Datenbytes wird ein Acknowledgement Bit gesendet
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; //Bitlänge der eigenen Adresse im Slave Mode
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;     //Frequenz der Taktleitung in Hz
  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; //Legt das Verhältnis von low zu high im Fast-Mode (ab 100kHz) fest
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;  //I2C / SMBus
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00; //Definition der eigenen Adresse          adresse auf 1
  I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);
 
  I2C_ITConfig(I2C2, I2C_IT_EVT, ENABLE);  //IR wenn Start Bit oder Adresse gesendet, oder Byte übertragung vollständig
  I2C_ITConfig(I2C2, I2C_IT_BUF, ENABLE); //IR wenn  Receive Buffer ein neues Byte enthält oder der Transmit Buffer leer wird
  I2C_ITConfig(I2C2, I2C_IT_ERR, ENABLE);  //IR wenn Error
 
  I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);



}

ich habe außerdem in der Datei: C:\Keil\ARM\INC\ST\STM32F10x  angepasst:

/**
 * @brief In the following line adjust the value of External High Speed oscillator (HSE)
   used in your application 
   
   Tip: To avoid modifying this file each time you need to use different HSE, you
        can define the HSE value in your toolchain compiler preprocessor.
  */           
#if !defined  HSE_VALUE
 #ifdef STM32F10X_CL   
  #define HSE_VALUE    ((uint32_t)12000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
 #else 
  #define HSE_VALUE    ((uint32_t)12000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
 #endif /* STM32F10X_CL */
#endif /* HSE_VALUE */

An den Pins des externen Quarzes schwingt es auch schön mit 12MHz.

Was mache ich falsch, bin für jeden Tipp sehr dankbar!


Gruß,

Nik

[Nik D. (nik_uc)]

Kann es etwas damit zu tun haben das ich mit der STM32F10xR.LIB arbeite?


Gruß,

Nik

[Stefan S. (stefan2013)]

Hallo!

Zu "RCC_HSEConfig(RCC_HSE_Bypass);":

Den Bypass schaltest du nur ein, wenn du einen aktiven Quartz = 
Quarzoszillator (die viereckigen Dinger mit 4 Pins) verwendest.

[Nik D. (nik_uc)]

Ich verwende folgenden Quarz: 
http://www.farnell.com/datasheets/75371.pdf. Hat zwar auch 4Pins, ist 
aber wohl ein passiver, oder?
Also nix mit Bypass, sondern einfach nur RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

Sonst noch ideen ?

[Stefan S. (stefan2013)]

Ich kenne mich mit den STM Bibliotheken nicht aus, mache alles immer 
händisch (da kann ich wenigstens sicher sein, was passiert).

Zur clock des I2C: (hier für stm32f103)

Du hast im Register I2C_CCR
-) F/S = 0 für standard mode
-) DUTY kannst dur für F/S = 0 ignorieren
-) CCR[11:0]

für CCR lautet die Formel für standard mode:

CCR[11:0]=((1/gewünschte_I2C_frequenz)/(1/PCLK1))/2

wichtig ist auch TRISE[5:0]=(1000ns/(1/PCLK1))+1

Schau dir mal den sourcecode deiner bibliothek an und finde heraus, wie 
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed in CCR ungewandelt wird.

[Stefan S. (stefan2013)]

Zu deinem Quarz: ja, das ist ein passiver.
Das siehst du am ja im Datasheet, wo zwischen pin 1 und 3 ein Quarz 
eingezeichnet ist. Ein aktiver hätte zumindest VCC, GND und Output und 
erzeugt selbst ein Signal, das am OSC_IN angelegt wird. Der passive wird 
vom MCU zum Schwingen gebracht, deshalb braucht er auch OSC_OUT.

[Nik D. (nik_uc)]

Danke erstmal. Die Berechnung werde ich nachprüfen.
Habe den ULINK jetzt mal mit nach Hause genommen.
Auf diesem Rechner jetzt ist Keil gerade frisch installiert worden( der 
auf Arbeit teile ich mir teilweise mit andren Studenten, daher die 
Vermutung irgendow in der Standard Lib ist was verändert worden) und ich 
versuche ein Minimalbeispiel zum laufen zu bekommen.

#include "stm32f10x_conf.h"



int main(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
  SystemInit();
 
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
 
  GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_9, Bit_SET);
 
  while(1)
  {
  }
}

Allerdings erkennt Keil jetzt die include nicht? Ich hab von der ST 
Seite einen ZIP Ordner mit der Standard Lib runter geladen, nur wo pack 
ich den jetzt hin? Im Ordner C:\Keil\ARM\INC\ST\STM32F10x befinden sich 
gerade nur vier Datein:
stm32f10x.h
stm32f10x_cl.j
system_stm32f10x.h
system_stm32f10x_cl.h

Kann ich einfach den entsprechenden Ordner aus der neuen Standard Lib 
dort rein kopieren?
Und was muss ich letztendlich alles im Keil per #include einbinden(und 
vorallem von WO???) damit ich zuminders mal ein minimal Beispiel und die 
Clocks setzen kann...
Irgendwie bin ich am Verzweifeln... Habe davor zwar schon mit einem 
Energymicro und nem NUC gearbeitet, da hatte ich aber keine solchen 
Probleme.

Vielen Vielen Dank schonmal!

[Ersi (cell85)]

mach die ganze HSE sache da raus und stell bei Keil in der Konfiguration 
XTAL auf 12Mhz

und ansonsten führst du nur SYSTEMINIT aus wie im example project.
du kannst noch HSE 12000000 setzen in der compiler einstellung.

hast du denn die include-pfade auch alle richtig angegeben in den 
einstellugnen?

[Nik D. (nik_uc)]

Hallo,
entschuldigung das ich jetzt erst Antworte.

Ich glaube ich seh vor lauter Bäume den Wald nicht mehr.
Ich habe das jetzt so gelöst, bzw versucht.

Ordnerstruktur schaut so aus:

C:.
├───projekt
│       core_cm3.crf
│       core_cm3.d
│       core_cm3.o
│       core_cm3.__i
│       main.c
│       main.crf
│       main.d
│       main.__i
│       pupme.uvgui.Dominik
│       pupme.uvopt
│       pupme.uvproj
│       pupme_Target 1.dep
│       pupme_uvproj.bak
│       startup_stm32f10x_md.d
│       startup_stm32f10x_md.lst
│       startup_stm32f10x_md.o
│       stm32f10x_gpio.crf
│       stm32f10x_gpio.d
│       stm32f10x_gpio.__i
│       stm32f10x_rcc.crf
│       stm32f10x_rcc.d
│       stm32f10x_rcc.__i
│       system_stm32f10x.crf
│       system_stm32f10x.d
│       system_stm32f10x.__i
│
└───STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0
    └───Libraries
        ├───CMSIS
        │   └───CM3
        │       ├───CoreSupport
        │       │       core_cm3.c
        │       │       core_cm3.h
        │       │
        │       └───DeviceSupport
        │           └───ST
        │               └───STM32F10x
        │                   │   stm32f10x.h
        │                   │   system_stm32f10x.c
        │                   │   system_stm32f10x.h
        │                   │
        │                   └───startup
        │                       └───arm
        │                               startup_stm32f10x_cl.s
        │                               startup_stm32f10x_hd.s
        │                               startup_stm32f10x_hd_vl.s
        │                               startup_stm32f10x_ld.s
        │                               startup_stm32f10x_ld_vl.s
        │                               startup_stm32f10x_md.s
        │                               startup_stm32f10x_md_vl.s
        │                               startup_stm32f10x_xl.s
        │
        └───STM32F10x_StdPeriph_Driver
            │   Release_Notes.html
            │
            ├───inc
            │       misc.h
            │       stm32f10x_adc.h
            │       stm32f10x_bkp.h
            │       stm32f10x_can.h
            │       stm32f10x_cec.h
            │       stm32f10x_crc.h
            │       stm32f10x_dac.h
            │       stm32f10x_dbgmcu.h
            │       stm32f10x_dma.h
            │       stm32f10x_exti.h
            │       stm32f10x_flash.h
            │       stm32f10x_fsmc.h
            │       stm32f10x_gpio.h
            │       stm32f10x_i2c.h
            │       stm32f10x_iwdg.h
            │       stm32f10x_pwr.h
            │       stm32f10x_rcc.h
            │       stm32f10x_rtc.h
            │       stm32f10x_sdio.h
            │       stm32f10x_spi.h
            │       stm32f10x_tim.h
            │       stm32f10x_usart.h
            │       stm32f10x_wwdg.h
            │
            └───src
                    misc.c
                    stm32f10x_adc.c
                    stm32f10x_bkp.c
                    stm32f10x_can.c
                    stm32f10x_cec.c
                    stm32f10x_crc.c
                    stm32f10x_dac.c
                    stm32f10x_dbgmcu.c
                    stm32f10x_dma.c
                    stm32f10x_exti.c
                    stm32f10x_flash.c
                    stm32f10x_fsmc.c
                    stm32f10x_gpio.c
                    stm32f10x_i2c.c
                    stm32f10x_iwdg.c
                    stm32f10x_pwr.c
                    stm32f10x_rcc.c
                    stm32f10x_rtc.c
                    stm32f10x_sdio.c
                    stm32f10x_spi.c
                    stm32f10x_tim.c
                    stm32f10x_usart.c
                    stm32f10x_wwdg.c

Das Keil Projekt liegt im Ordner Projekt. Im Keil selber stelle ich 
unter Target die includes folgendermaßen ein (Screenshot 1). Allerdings 
bekomme ich beim Compilieren eine Fehlermeldung. Mache ich das 
eigentlich so richtig? So arbeite ich komplett nur mit den Datein im 
STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0 Ordner, oder? Die Auto-includes habe ich 
abgeschaltet.

Danke nochmal für die Hilfe. Ich erkläre mich auch gern bereit das ganze 
dann ordentlich dokumentiert in die WIKI oder so aufzunehmen, bei 
Interesse.

Gruß,

Nik

[Nik D. (nik_uc)]

Hallo nochmal,

Habe den Fehler gefunden, und das Programm (Minimalbeispiel von oben) 
lauffähig gebracht. Kann nochmal einer schnell über die 
Einstellungen(Screenshot 3) drüber schauen, ob das so alles passt?

Danke für die Hilfe, und schönen sonnigen Samstag noch.

[Ersi (cell85)]

Was für eine mcu ist das? 108Mhz?

[Nik D. (nik_uc)]

Joa, kam mir auch spanisch vor... das passiert wenn ich eben nur die 
SystemInit(); aufrufe, und im Keil XTAL auf 12Mhz stelle. Es ist ein 
STM32F103C8.

[Nik D. (nik_uc)]

Stelle ich den XTAL wieder auf 8Mhz passen die Frequenzen wieder... Ich 
glaub ich schmeiß den externen 12Mhz Quarz runter und bau einen 8Mhz 
drauf...

[Mario (Gast)]

ohjeeee...nein bist du verrückt?? 12mhz geht doch:

Der STM32f103 hat 72Mhz

12 Mhz HSE  ...multipliziert mal 12  und dann durch 2 = 72Mhz
(ich glaub 6 * 1 ist nicht möglich)

- fertig -

[Mario (Gast)]

Clock Settings:
 - XTAL    =           12.00 MHz
 - SYSCLK  =           72.00 MHz
 - HCLK    = SYSCLK  = 72.00 MHz
 - PCLK1   = HCLK/2  = 36.00 MHz
 - PCLK2   = HCLK    = 72.00 MHz
 - ADCLK   = PCLK2/6 = 12.00 MHz

[Nik D. (nik_uc)]

Wie gesagt, der letze Screenshot (der mit den 108Mhz) ist das direkte 
Ergebnis wenn ich XTAL auf 12Mhz stell, und dann die SystemInit() 
aufrufe. Wenn du mir sagen kannst warum da dann 108 MHz drinnen stehn, 
würde mir das helfen :)

[Mario (Gast)]

Weil Systeminit nicht von selbst weis wie der entsprechende PLL 
multiplikator und teiler eingestellt werden kann bei exotischen 
frequenzen.

[c]
#include "stm32f10x.h"                            /* STM32F10x Library 
Definitions      */
#include "misc.h"

]RCC_ClocksTypeDef RCC_ClockFreq;[/color]

void SetupClock (void)
{
 /* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration 
-----------------------------*/

  /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();

  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  /* Wait till HSE is ready */
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
  /*12Mhz / 2 = 6Mhz * 12 = 72 MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div2, RCC_PLLMul_12);
[/color]
    /* Enable PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL is ready */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {
    }

    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {
    }

   RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClockFreq);[/color]

 }
[c]

[Mario (Gast)]

weis nich wie das [/color] reingekommen ist. mach das weg.

[Nik D. (nik_uc)]

Okay, das klingt natürlich logisch. In welcher Datei finde ich die 
Bezeichner (Screenshot 4) ?

Vielen Dank,

[Nik D. (nik_uc)]

flash.c ok, die habe ich gefunden. Aber

init.c(202): error:  #20: identifier "HSEStartUpStatus" is undefined


fehlt noch. Wo ist das definiert?

[Nik D. (nik_uc)]

Alles klar, ich sollte aufhören heute... HSEStartUpStatus als Variable 
deklarieren. Ist klar... Sorry für die Frage. Es scheint als würde er 
die Clocks jetzt richtig setzen. Muss ich bei den Einstellungen für i2c 
auch nochmal die Faktoren verändern?

Er schreibt nämlich weiterhin I2C Clock = 150000 Hz, FREQ set wrong 
wobei ich es auf 10kHz einstelle.

Vielen Dank!

[Ersi (cell85)]

ja du kannst die I2C nochmal separat einstellen.

Schau dir doch mal das clockconfig tool (ja ist für den F4 aber egal) 
an. Dort siehst du genau wie der I2C seine Frequenz herbekommt.

http://mark-stevens.co.uk/Wordpress/wp-content/uploads/2013/03/STClockConfigurationToolExpertMode.jpg