低功耗实验

描述

13.1 STM32低功耗模式概述

STM32在系统或电源复位后,芯片处于运行状态,此时HCLK为CPU提供时钟,内核执行程序代码,当CPU不需要继续运行时,可以采用低功耗模块来降低芯片的运行电流,STM32有3种低功耗模式:

(1)睡眠模式:内核停止,外设继续运行

(2)待机模式:1.8V的内核电源被关闭,SRAM内容丢失,PLL,HIS,HSE振荡器断电,此模式下最低电流2uA

(3)停机模式:停止所有时钟,此模式下最低电流20uA

上述三种模式的配置与唤醒条件如下表所示。

模式 进入操作 唤醒
睡眠 WFI指令 任一中断
WFE指令 唤醒事件
待机 PDDS位+SLEEPDEEP位+WFI或者WFE WKUP引脚上升沿RTC警告事件NRST端口的复位信号IWDG复位
停机 PDDS和LPDS位+SLEEPDEEP位+WFI或WFE 任一外部中断(需要在外部中断寄存器中设置)
从待机模式唤醒后,除了电源控制/状态寄存器PWR_CSR,所有的寄存器被复位,唤醒后执行的代码等同于复位后的执行,此时电源控制/状态寄存器PWR_CSR将会指示内核由待机状态退出,进入待机模式后,除了复位引脚以及被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚和被使能的唤醒引脚,其他IO均进入高阻状态。

13.2 相关寄存器

13.2.1 电源控制寄存器:PWR_CR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
- DBP PLS[2:0] PVDE CSBF CWUF PDDS LPDS

Bit 8:取消后备区域的写保护

0:禁止写入RTC和后备寄存器

1:允许写入RTC和后备寄存器

Bit 7~Bit 5:PVD电平选择

000:2.2V

001:2.3V

010:2.4V

011:2.5V

100:2.6V

101:2.7V

110:2.8V

111:2.9V

Bit 4:电源电压监测器PVD使能

0:禁止PVD

1:开启PVD

Bit 3:清除待机位

0:无功效

1:清除SBF待机位

Bit 2:清除唤醒位

0:无功效

1:2个系统时钟周期后清除WUF唤醒位

Bit 1:掉电深睡眠

0:当CPU进入深睡眠时进入停机模式,调压器的状态由LPDS位控制

1:CPU进入深睡眠时进入待机模式

Bit 0:深睡眠下的低功耗

0:在停机模式下电压调压器开启

1:在停机模式下电压调压器处于低功耗模式

13.2.2 电源控制/状态寄存器:PWR_CSR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
EWUP PVD0 SBF WUF

Bit 8:使能WKUP引脚

0:WKUP引脚为通用I/O

1:WKUP引脚用于将CPU从待机模式唤醒,WKUP引脚被设为输入下拉

Bit 2:PVD输出

0:VDD/VDDA高于由PLS[2:0]选定的PVD阀值

1:VDD/VDDA低于由PLS[2:0]选定的PVD阀值

Bit 1:待机标志

0:系统不在待机模式

1:系统进入待机模式

Bit 0:唤醒标志

0:没有发生唤醒事件

1:在WKUP引脚上发生唤醒事件或出现RTC闹钟事件

13.3 实验例程

功能:芯片运行15s之后进入待机模式,然后按下接在WKUP端口的按键唤醒,CPU在唤醒模式下驱动接在PB5上的LED以1Hz频率闪烁。

(1)打开sys.c文件编写一个功能函数,添加以下代码。

/***************************************************
Name    :Standby_Set
Function  :设置待机模式
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
void Standby_Set()
{
  SCB->SCR |= 1<<2 ;                                          //使能SLEEPDEEP位
    RCC->APB1ENR |= 1<<28 ;                                        //使能电源时钟      
   PWR->CSR |= 1<<8 ;                                          //设置WKUP用于唤醒
  PWR->CR |= 1<<2 ;                                          //清除Wake-up 标志
  PWR->CR |= 1<<1 ;                                          //PDDS置位      
  __asm volatile("wfi");                                        //执行WFI指令
}

(2)打开sys.h文件添加功能函数的声明。

void Standby_Set( void ) ;                                        //设置待机模式

(3)打开1.c输入以下代码。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
/***************************************************
Name    :LED_Init
Function  :LED初始化
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
#define LED PBout( 5 )                                          //定义LED端口
void LED_Init()
{
  RCC->APB2ENR |= 1<<3 ;
  GPIOB->CRL &= 0xFF0FFFFF ;
  GPIOB->CRL |= 0x00300000 ;
  LED = 1 ;
}
/***************************************************
Name    :TIM1_UP_IRQHandler
Function  :TIM1中断服务函数
Paramater  :None
Return    :None
***************************************************/
u8 TIM1_Count ;
void TIM1_UP_IRQHandler()
{
  if( ( TIM1->SR&0x01 )==0x01 )
  {
    TIM1_Count ++ ;
    if( TIM1_Count==15 )
    {
      Standby_Set() ;                                        //进入待机模式
      TIM1_Count = 0 ;
    }
  }
  TIM1->SR &= ~( 1<<0 ) ;
}
/***************************************************
Name    :TIM1_Init
Function  :定时器1初始化
Parameter  :
      psc:预分频系数
      arr:重装载值
Return    :None
***************************************************/
void TIM1_Init( u16 psc, u16 arr )
{
  RCC->APB2ENR |= 1<<11 ;
  TIM1->DIER |= 1<<0 ;
  TIM1->PSC = psc ;
  TIM1->ARR = arr ;
  TIM1->CR1 |= 1<<0 ;
  NVIC_Init( 3, 2, TIM1_UP_IRQn, 2 ) ;
  TIM1_Count = 0 ;
}
/***************************************************
Name    :main
Function  :主函数
Parameter  :None
Return    :None
***************************************************/
int main()
{
  STM32_Clock_Init( 9 ) ;                                        //STM32时钟初始化
  SysTick_Init( 72 ) ;                                        //SysTick初始化
  USART1_Init( 72, 115200 ) ;                                      //初始化串口1波特率115200
  LED_Init() ;                                            //LED初始化
  TIM1_Init( 7199, 9999 ) ;                                      //定时器1初始化
  while( 1 )
  {
    LED = 0 ;
    delay_ms( 500 ) ;
    LED = 1 ;
    delay_ms( 500 ) ;
  }
}
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