STM32 F4系列运行 莫名 无规律 HardFault 硬件错误

对于HardFault错误，之前也遇到过，无非是以下几种原因：

• 数组越界
• 内存溢出，访问越界
• 堆栈溢出，程序跑飞
• 中断处理错误

一般通过打断点就能找到何时发生硬件错误。

但是这次遇到的硬件错误现象却很异常，其表现为：

• 错误出现随机，有时在时钟初始化时，有时在时钟初始化之后，有时又在之后的代码中，毫无规律
• 即使将代码简化到只有一个时钟初始化和while(1)循环，依然会出现
• 在线仿真时，单步调试一般不出现，一旦全速跑几个函数，就会很快出现

由于代码简单，看不出什么特别，而单步调试又不容易出现，怀疑是不是频率（180Mhz）的问题，降低频率（90MHz）后发现居然不出现了硬件错误，难道就是频率问题？？？？
可是F4不是本来就可以到180MHz，这应该不是最终原因。。。
于是将代码移植到评估板上进行测试，180MHz下正常运行，问题定位到硬件上。
检查原理图发现，VCAP1与VCAP2的外部电容焊接的是2.2pF，与硬件手册上推荐的2.2uF不同，替换后问题成功解决。

由此可见，VCAP脚的电容对维持芯片内部供电的稳定非常关键。如果该脚的电容焊接得不好或参数相差太远、品质太差都会引起问题。
也就不难理解上面提到的系统工作时钟低时能正常工作，系统频率高时MCU就扛不住了，出现HARDFAULT异常。

补充

嵌入式线性调压器为内部提供1.2V电源，为备份域和待机电路以外的所有数字电路供电。

在拥有BYPASS_REG引脚的封装上，应保持BYPASS_REG为低电平使能调压器，其他封装调压器始终使能。
在调压器关闭时，需要通过外部提供稳定的1.2V电源，同时vcap需要替换为100nF的去耦电容。

正如一般的LDO器件，合理的电容安排能够提供更加稳定的电源质量，MCU工作频率提高，对电源的稳定性要求就更高。