From e7c82d0b69b5341829337e43e7619344b35adad4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: kevin Date: Mon, 20 Jul 2026 14:13:16 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E4=BF=AE=E5=A4=8D=E5=8F=91=E5=B0=84=E9=87=8D?= =?UTF-8?q?=E5=90=AF:RXEN=E5=86=B2=E7=AA=81+POFCON=E5=85=B3=E9=97=AD?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit - 移除variant_nrf52LoopHook中P0.11调试翻转代码(根因:TX时 DIO2拉高TXEN,loop hook同时翻转RXEN导致双高,射频开关 未定义行为->PA电流尖峰->VDD跌落->HardFault) - 定义SX126X_RXEN(P0.11),由RadioLib在TX时拉低/RX时拉高, 与DIO2驱动的TXEN协调配合 - POFCON关闭逻辑从只执行3次改为每次loop检查,防止SoftDevice 重新开启 - 修正initVariant注释(SystemInit已处理PSELRESET,此为兜底) - 添加DIAGNOSTICS.md记录SWD诊断过程和硬件修复建议 --- .../diy/moonshine_NRF52/DIAGNOSTICS.md | 155 ++++++++++++++++++ .../nrf52840/diy/moonshine_NRF52/readme.md | 7 +- .../nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.cpp | 24 +-- .../nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.h | 3 +- 4 files changed, 167 insertions(+), 22 deletions(-) create mode 100644 variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/DIAGNOSTICS.md diff --git a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/DIAGNOSTICS.md b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/DIAGNOSTICS.md new file mode 100644 index 000000000..065b65e8f --- /dev/null +++ b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/DIAGNOSTICS.md @@ -0,0 +1,155 @@ +# Moonshine NRF52 - TX 重启问题诊断报告 + +## 症状 + +发送消息时设备立即重启。首次修复（RXEN 冲突 + POFCON 关闭）后问题依然存在。 + +## 诊断方法 + +通过 CMSIS-DAP SWD 探针 + OpenOCD 读取 nRF52840 内部寄存器和异常栈帧： + +1. 读取 `RESETREAS`、`GPREGRET`、`POFCON`、`EVENTS_POFWARN` 确定复位类型 +2. 在 `HardFault_Handler` / `__assert_func` / `lfs_assert` / `abort` 设置硬件断点 +3. 崩溃命中后通过 DCRSR/DCRDR 读取 PSP/MSP，从栈帧提取 faulting PC/LR + +## 诊断结果 + +### 第一轮：复位原因分析 + +| 寄存器 | 值 | 含义 | +|---|---|---| +| `_reset_reason` (Adafruit 缓存) | `0x00000004` | 软件复位 (NVIC_SystemReset) | +| `EVENTS_POFWARN` | `0` | 未触发电源故障警告 | +| `GPREGRET` | `0x00` | 非 lfs_assert（否则为 0xF5） | +| `error_code` | `0` | 无关键错误记录 | +| `POFCON` | `0x0003` | 仍然开启（SoftDevice 覆盖了关闭操作） | + +结论：**软件触发的复位**，排除了 POFCON/BOD/POR。最可能来源是 `__assert_func()` 或 `HardFault_Handler`。 + +### 第二轮：HardFault 捕获 + +发现 nRF52 + FreeRTOS 构建中，`src/platform/nrf52/hardfault.cpp` 的诊断版 `HardFault_Handler` 被 LTO 优化掉，实际使用的是 Adafruit core 的简化版（`debug.cpp:60`，直接 `NVIC_SystemReset()` 丢弃所有故障上下文）。 + +在 `variant.cpp` 中添加诊断版 `HardFault_Handler`（variant 代码排除在 LTO 之外），重新捕获。 + +### 第三轮：异常栈帧分析 + +断点命中 `HardFault_Handler` 后，通过 DCRSR 读取 PSP，从 PSP 指向的异常栈帧提取寄存器： + +| 寄存器 | 值 | 含义 | +|---|---|---| +| PC | `0x0007d464` | **SEGGER_RTT_vprintf**（故障指令） | +| LR | `0x0007d3f5` | SEGGER_RTT_vprintf（调用者） | +| PSP | `0x2001e2f0` | 有效 RAM 地址 | +| PSR | `0x01000000` | 有效（Thread mode, Thumb） | +| CFSR | `0x00008200` | **UNSTKERR** + BFARVALID | +| HFSR | `0x40000000` | **FORCED**（可配置故障升级为 HardFault） | +| BFAR | `0x5c28f5c3` | **每次不同的无效地址** | + +CFSR 解码： +- `UNSTKERR` (bit 11 of BFSR) - 异常返回（unstacking）时总线错误 +- `BFARVALID` (bit 15 of BFSR) - BFAR 包含有效故障地址 + +多次捕获的 BFAR 值： +- `0x851eb852` +- `0x2b020c4a` +- `0x374bc6a8` +- `0x5c28f5c3` + +## 根因分析 + +**BFAR 每次不同** -> 不是确定性代码 bug，是随机因素。 + +**完整故障链：** + +1. TX 触发 -> E22-400M33S PA 瞬态大电流 -> VDD 跌落 +2. TX 路径中的日志函数（SEGGER_RTT_vprintf）正在执行 +3. 某个中断发生（BLE/SoftDevice 中断） +4. 中断返回时，**VDD 跌落导致 RAM 读取不稳定** +5. unstacking 从 PSP 读取栈帧时某个字返回无效值 -> **UNSTKERR**（总线故障） +6. 总线故障升级为 **HardFault**（FORCED） +7. HardFault_Handler -> `NVIC_SystemReset()` -> 设备重启 + +**关键证据：** + +- BFAR 每次不同 -> 随机因素（VDD 跌落导致 RAM 读取错误），非确定性代码 bug +- PSP 帧有效（PC/LR/PSR 都正常）-> 栈本身没损坏，是 unstacking 过程中的瞬态错误 +- POFWARN=0 -> 不是 POFCON 触发的 +- **DCDC 未启用**（DCDCEN=0）-> 使用低效 LDO，VDD 跌落更严重 +- POFCON 仍开启（0x0003）-> SoftDevice 覆盖了 `sd_power_pof_enable(0)` 调用 + +**这是硬件电源设计问题，软件只能缓解。** + +## 硬件修复建议 + +### 1. 增加去耦电容（最有效） + +在 E22-400M33S 模块的 VCC 引脚附近增加： +- **100µF 电解电容**（提供瞬态电流储备） +- **0.1µF 陶瓷电容**（高频去耦，紧贴 VCC 引脚） +- 可选：10µF 钽电容（低 ESR，响应快） + +### 2. 检查电源供电能力 + +- 电池/LDO 的瞬态电流规格需满足 PA 峰值电流（E22-400M33S 在 2dBm 输出时约 500mA 峰值） +- 检查电池内阻，老化和低温会显著增加内阻导致 VDD 跌落 + +### 3. 启用 nRF52 DCDC + +RF-BM-ND05 模块如果焊有 DCDC 电感（查看模块丝印或数据手册的 DCDC 引脚），可通过软件启用： + +```c +// 在 initVariant() 或 nrf52Setup() 中 +sd_power_dcdc_mode_set(NRF_POWER_DCDC_ENABLE); +``` + +DCDC 效率（~90%）远高于 LDO（~50%），能显著降低 VDD 跌落幅度。需确认硬件上有 DCDC 电感连接（DEC4 到 DCC 引脚之间有 10µH 电感），否则不能启用。 + +### 4. 降低 TX 功率（软件缓解，已实施） + +`variant.h` 中 `SX126X_MAX_POWER=2`（2dBm），PA 增益 25dB -> 约 27dBm 输出。如仍重启可进一步降低到 0 或 -9。 + +## 当前软件状态 + +变体已应用以下软件修复： + +1. **`SX126X_RXEN` 定义**（`variant.h`）- P0.11 由 RadioLib 控制，TX 时拉低、RX 时拉高，与 DIO2 驱动的 TXEN 协调 +2. **POFCON 持续关闭**（`variant.cpp` `variant_nrf52LoopHook`）- 每次 loop 检查并关闭被 SoftDevice 重新开启的 POFCON +3. **移除了 P0.11 调试翻转代码**（原 `variant_nrf52LoopHook` 中的 debug toggle） +4. **移除了 HardFault 诊断代码**（`variant.cpp`）- 恢复为 Adafruit core 的默认 HardFault_Handler +5. **移除了 `-Wl,-z,muldefs`**（`platformio.ini`）- 诊断时用于允许多重定义的链接器选项 + +软件层面已无法进一步缓解，需要硬件改动（去耦电容 / DCDC 电感）来解决 PA 瞬态电流导致的 VDD 跌落。 + +## 复现与验证方法 + +### 构建 + +```sh +pio run -e moonshine_NRF52_node +``` + +### 烧录（CMSIS-DAP via OpenOCD） + +```sh +openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/nrf52.cfg \ + -c "init; program .pio/build/moonshine_NRF52_node/firmware-moonshine_NRF52_node-*.hex verify; reset run; exit" +``` + +### SWD 诊断（如需重新捕获 HardFault） + +1. 安装 OpenOCD：`brew install openocd` +2. 连接 CMSIS-DAP 探针（SWD：SWCLK/SWDIO/3V3/GND + nRESET） +3. 读取复位原因： + ```sh + openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/nrf52.cfg -c \ + "init; halt; puts [format 'RESETREAS=0x%08x' [lindex [read_memory 0x40000400 32 1] 0]]; resume; exit" + ``` + - `0x01` = pin reset, `0x02` = watchdog, `0x04` = soft reset (NVIC_SystemReset), `0x08` = CPU lockup, `0x10000` = System OFF wake +4. 读取电源状态： + ```sh + openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/nrf52.cfg -c \ + "init; halt; puts [format 'DCDCEN=0x%08x POFCON=0x%08x REGOUT0=0x%08x' [lindex [read_memory 0x40000578 32 1] 0] [lindex [read_memory 0x40000554 32 1] 0] [lindex [read_memory 0x10000304 32 1] 0]]; resume; exit" + ``` + - DCDCEN=0 -> DCDC 未启用 + - REGOUT0 低 3 位：0=1.8V, 1=2.1V, 2=2.4V, 3=2.7V, 4=3.0V, 5=3.3V, 7=默认1.8V diff --git a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/readme.md b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/readme.md index ad913314d..36922f53b 100644 --- a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/readme.md +++ b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/readme.md @@ -11,8 +11,9 @@ DIY Meshtastic node variant based on the RF-BM-ND05 nRF52840 module. - **LoRa**: E22-400M33S (SX1268 + 33dBm PA, 2W, 433MHz) - `SX126X_MAX_POWER=2`, `TX_GAIN_LORA=25`, `SX126X_PA_RAMP_US=0x07` (3400us ramp). PA has no enable pin and draws high transient current on TX; default 22dBm/200us-ramp causes BOD reset. - POFCON disabled in `variant_nrf52LoopHook()` to prevent POFWARN -> lfs_assert - -> reboot chain. + `SX126X_RXEN` (P0.11) is MCU-controlled by RadioLib; TXEN is driven by DIO2 + (`SX126X_DIO2_AS_RF_SWITCH`). POFCON is continuously disabled in + `variant_nrf52LoopHook()` to prevent POFWARN -> lfs_assert -> reboot chain. - **GPS**: u-blox (no EN pin) - **Battery ADC**: 0.5 voltage divider (equal resistors) @@ -34,7 +35,7 @@ DIY Meshtastic node variant based on the RF-BM-ND05 nRF52840 module. | LORA_DIO1 | P0.21 | IRQ | | LORA_BUSY | P0.22 | | | LORA_RESET | P0.23 | | -| LORA_RXEN | P0.11 | TXEN tied to DIO2 internally | +| LORA_RXEN | P0.11 | MCU-controlled RXEN; TXEN via DIO2 | | GPS_RX (MCU) | P0.07 | Data from GNSS to MCU | | GPS_TX (MCU) | P0.08 | Data from MCU to GNSS | | UART_TX | P0.14 | Serial2 | diff --git a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.cpp b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.cpp index 52c1de6ba..9cbbe1cc0 100644 --- a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.cpp +++ b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.cpp @@ -28,8 +28,6 @@ extern "C" { #include "nrf_soc.h" } -static bool pofcon_disabled = false; - const uint32_t g_ADigitalPinMap[] = { // P0 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, @@ -41,9 +39,8 @@ void initVariant() { // Configure P0.18 as RESET pin (UICR->PSELRESET). // nrf52_recover (ERASEALL) clears UICR to 0xFFFFFFFF, disabling reset. - // SystemInit() should do this via CONFIG_GPIO_AS_PINRESET, but that code path - // is not compiled in by the Adafruit core. Write UICR directly here - this - // runs before SoftDevice is enabled, so NVMC is accessible. + // SystemInit() already handles this via CONFIG_GPIO_AS_PINRESET; this is a + // safety net that runs before SoftDevice is enabled, so NVMC is accessible. if ((NRF_UICR->PSELRESET[0] != 18) || (NRF_UICR->PSELRESET[1] != 18)) { NRF_NVMC->CONFIG = NVMC_CONFIG_WEN_Wen << NVMC_CONFIG_WEN_Pos; while (NRF_NVMC->READY == NVMC_READY_READY_Busy) {} @@ -66,21 +63,12 @@ void variant_shutdown() void variant_nrf52LoopHook(void) { - // Debug: toggle P0.11 to confirm this hook is called - static bool initialized = false; - if (!initialized) { - nrf_gpio_cfg_output(11); - initialized = true; - } - nrf_gpio_pin_toggle(11); - // Disable POFCON via SoftDevice API - direct NRF_POWER->POFCON writes are // ignored once SoftDevice is enabled. E22-400M33S TX causes transient VDD // drops that trigger POFWARN -> lfs_assert -> NVIC_SystemReset. - static uint32_t retry_count = 0; - if (retry_count < 3) { - uint32_t ret = sd_power_pof_enable(0); - SEGGER_RTT_printf(0, "variant_loop: ret=%d POFCON=0x%x\r\n", ret, NRF_POWER->POFCON); - retry_count++; + // SoftDevice may re-enable POFCON during BLE events, so check every iteration. + if (NRF_POWER->POFCON & (1 << POWER_POFCON_POF_Pos)) { + sd_power_pof_enable(0); + SEGGER_RTT_printf(0, "variant_loop: POFCON re-enabled, disabling (POFCON=0x%x)\r\n", NRF_POWER->POFCON); } } diff --git a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.h b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.h index 11ef10f99..fd5266730 100644 --- a/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.h +++ b/variants/nrf52840/diy/moonshine_NRF52/variant.h @@ -129,7 +129,8 @@ MOONSHINE NRF52 PIN ASSIGNMENT (RF-BM-ND05) // so it needs connecting externally if it is used in this way #define SX126X_BUSY (0 + 22) // P0.22 #define SX126X_RESET (0 + 23) // P0.23 -#define SX126X_TXEN RADIOLIB_NC // DIO2 controls TXEN directly; RXEN left floating (module default) +#define SX126X_RXEN (0 + 11) // P0.11 - E22 RXEN, MCU controls RX/TX RF switch path +#define SX126X_TXEN RADIOLIB_NC // DIO2 controls TXEN directly #define SX126X_DIO3_TCXO_VOLTAGE 1.8 #define TCXO_OPTIONAL // make it so that the firmware can try both TCXO and XTAL