STM32停机模式唤醒实验详解（基于HAL库）

实验原理

1. 停机模式（Stop Mode）特性：

   • 内核停止工作（CPU停止）
   • 保留SRAM和寄存器内容
   • 外设时钟停止（可通过配置保留特定外设）
   • 唤醒后自动恢复时钟（HSE/PLL需重新配置）
   • 功耗：约20μA（STM32F1系列）

2. 唤醒方式：

   • 外部中断（EXTI）
   • RTC闹钟事件
   • USB唤醒信号
   • 以太网唤醒（特定型号）

硬件要求

• STM32开发板（以STM32F103C8T6为例）
• 按键（连接至PA0/WKUP引脚）
• LED指示灯（连接至PC13）

代码实现（HAL库）

#include "stm32f1xx_hal.h"

// 函数声明
void SystemClock_Config(void);
static void GPIO_Init(void);
void Enter_Stop_Mode(void);

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  GPIO_Init();

  while (1) {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);  // LED闪烁
    HAL_Delay(1000);

    // 3秒后进入停机模式
    HAL_Delay(3000);
    Enter_Stop_Mode();
  }
}

// 进入停机模式函数
void Enter_Stop_Mode(void) {
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();  // 使能PWR时钟

  // 配置唤醒引脚(PWR_CR_EWUP)
  HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);  // PA0

  // 设置电压调节器进入低功耗模式
  HAL_PWREx_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

  // 唤醒后执行这里 ↓↓↓
  SystemClock_Config();  // 必须重新配置时钟
}

// 系统时钟配置（唤醒后需重新初始化）
void SystemClock_Config(void) {
  RCC_OscInitTypeDef osc = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef clk = {0};

  osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  osc.HSEState = RCC_HSE_ON;
  osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  osc.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  osc.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  HAL_RCC_OscConfig(&osc);

  clk.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK
                | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  clk.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  clk.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  clk.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  clk.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  HAL_RCC_ClockConfig(&clk, FLASH_LATENCY_2);
}

// GPIO初始化
static void GPIO_Init(void) {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  // 使能GPIO时钟
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

  // 配置WAKEUP引脚（PA0）
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  // 配置LED引脚（PC13）
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}

关键配置说明

1. 唤醒引脚配置：

   • 使用PA0（WKUP专用引脚）
   • 无需配置EXTI中断
   • 通过HAL_PWR_EnableWakeUpPin()使能

2. 停机模式配置：

   • PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON：使用低功耗稳压器
   • PWR_STOPENTRY_WFI：使用WFI指令进入

3. 唤醒后必须操作：

   SystemClock_Config(); // 重新配置主时钟

实验现象

1. 上电后LED每秒闪烁1次
2. 3秒后进入停机模式（LED停止闪烁）
3. 按下PA0连接的按键唤醒系统
4. LED恢复闪烁（唤醒时间约10μs）

功耗优化建议

1. 进入前关闭ADC/DAC
2. 禁用未使用的外设时钟
3. 将未使用的IO设为模拟输入模式
4. 使用__HAL_RCC_AFIO_CLK_DISABLE()禁用AFIO时钟

注意事项：

1. 唤醒后程序从Enter_Stop_Mode()函数内继续执行
2. 唤醒后所有外设需重新初始化（除SRAM内容保留）
3. 调试模式下无法进入停机模式（需断开调试器）

常见问题排查

通过这个实验，您可以深入理解STM32低功耗模式的工作原理和唤醒机制，为电池供电设备开发奠定基础。