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【经验分享】STM32低功耗(STM32G0+HAL库+STOP模式+中断唤醒)

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STMCU小助手 发布时间:2021-11-8 15:56
一、知识点:" N% K2 [2 M+ w( q( r/ E2 V7 m
1.STM32低功耗一共有三种模式:( p- f8 ]/ A: X6 M$ G
(1)睡眠模式:功耗高,任意中断,任意事件唤醒
0 c# R$ `4 w4 b(2)停机模式:功耗较低,可以任意外部中断和RTC闹钟唤醒6 _3 l+ c6 ?* l* Q3 [
(3)待机模式:功耗最低,但是只可以通过RTC唤醒,WKUP唤醒,NRST引脚复位,IWDG复位
  D% g$ i( b1 S0 t
1 S% @/ P4 v1 H* e+ ?+ v$ i
20201201105002263.png

2 n  E, @( k) E5 q8 u! ^" x5 {) b
综上优缺点,所以最常用最实用的也就是STOP停机模式。% H3 [7 r  m- j( M3 a2 L! L! }# k3 n

, j# Q. _& y: S/ a( A3 Y2.小白扫盲: X! Y; p' |2 J  f( o% b
1)STOP模式下,只要有外部中断进来就可以唤醒,无需用户自己配置具体代码去实现唤醒操作。
; [! \' O& M% a2)STOP模式下被唤醒之后,单片机先执行外部中断回调函数,然后再接着刚刚进入STOP模式下的语句继续执行。, f& p. b4 e' p. h  c# H
4)待机模式下被唤醒之后,单片机是类似于REST,从头开始执行的
+ j, R: x2 k. N' B) C+ Z: R5)RTC闹钟唤醒实质也就是外部中断唤醒,是由片内自己解决了
4 L# X: d5 a) Y6)外部中断唤醒之后,在重新初始化一些引脚配置, c) k  v- {1 f, i$ h3 g
7)对于串口唤醒这些特殊唤醒方式,其实使用的还是外部中断,进入低功耗之前需要将串口引脚重置然后配置成外部中断输入引脚,外部中断触发唤醒之后,再重新将引脚配置为串口即可。
  H  D; O2 G5 f8 q9 p- q8)对于一些输入脚进入低功耗之前可以全部配置为浮空输入,或者Anglog模式,是最省电的。  j( m2 |" V2 U8 W/ B
9)低功耗唤醒之后,默认时钟用的是HSI 8M,用户需要自己重新配置时钟,否则时钟不准确。
& ?) G* H$ C% d& |3 l) X10)对于ADC脚想要外部中断唤醒,进入低功耗之前重新配置的之前需要使用HAL_ADC_DeInit(&hadc1);,否则可能不成功。
2 W+ O, k) r3 i. \: Y6 v二、调试环境:4 `+ Z8 E! C( g4 P) }1 e
1.STM32G0单片机' i- e2 Y" k/ I5 M- G$ t
2.MDK V5.28& o# c, _- c6 w2 N, G4 W. w
3.JLINK SWD
: K  U2 m7 s1 O# g* _+ g三、具体实现代码
% {7 Y+ \# Y1 \1.进入低功耗:
5 r$ \+ T/ }' _! h3 q
  1. void Enter_Low_Power_Mode(void)
    0 I4 V6 q0 k& n7 k
  2. {& T) w& G) _' y5 u1 v$ y
  3.    static u16 s_lowv_cnt;  //进入低功耗次数
    5 m" o9 C, v) U! m2 d2 }
  4.    s_lowv_cnt++;  //进入外部中断次数计数变量自加1# l3 w$ }, [7 v
  5.    SEGGER_RTT_printf(0, "Enter low power time: %d!\r\n", s_lowv_cnt);//打印进入外部中断及次数,方便观察调试, A, M, E3 o* U. w% g2 {7 w2 M
  6.    HAL_Delay(10);//延时10ms,为了打印RTT的log信息% S6 q5 J& W$ R+ a
  7.    Low_Power();  //真正进入低功耗之前,将外部中断配置好和一些不用的引脚配置成Anglog以省电( S3 H3 ^; w. K
  8.    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); //真正进入低功耗模式; R2 z4 l# c, f3 s1 x
  9.    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_3_IRQn);   //关掉外部中断
    0 s3 k% Y0 }  e. M+ Z4 b4 F5 n
  10.    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI4_15_IRQn);  //关掉外部中断+ Q$ }. N% @1 a2 D6 ~; M1 B
  11.    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_1_IRQn);   //关掉外部中断
    9 l0 a8 h' J# @: b6 a; S  D

  12. 0 c9 L7 U6 X, R( U% Q# n
  13.    SystemClock_Config();//重新配置时钟,低功耗唤醒之后默认HSI 8M
    7 D0 w4 u; e- J) O6 {/ m
  14.    SEGGER_RTT_printf(0, "Exit low power time: %d!\r\n", s_lowv_cnt);//打印退出外部中断及次数, g8 {* V/ \4 c; z+ j$ Z8 X

  15. 4 Q, o! T* n' G7 Y4 v
  16. }
复制代码
其中PWR_STOPENTRY_WFI的意思是Wait For Interrupt(等待外部中断) ,与此对应的还有一个PWR_STOPENTRY_WFE,其意思是Wait For Event(等待外部事件)。
: ^& z: C0 h9 P0 Z. J% a2 }- d- K
3 q5 R" S5 s7 x: S; x+ Y7 ^9 ^2.进入低功耗之前需要先将外部中断唤醒配置好
2 u1 C5 y1 ?6 G( {
  1. void Low_Power_IO_Config(void)
    % }8 Q3 f9 q- g2 k
  2. {1 B9 Y, W5 n& h' F. D2 F  _7 i
  3.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();   //使能PWR时钟- k! \$ J! L( Z' y) J% w
  4.   HAL_ADC_DeInit(&hadc1);//重置ADC引脚
    - f; V# b" v* ~0 l, z
  5. 2 J. j, R& C* f7 i9 ~  \0 y
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    , Y  h" C0 C7 L# |9 q# n0 Y4 `

  7. * n2 N/ P0 `8 E1 w( ~
  8.   GPIO_InitStruct.Pin = DATA_433M_Pin;
    4 E* M  {& i# }/ V. V- F7 V
  9.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;  //上升沿触发* }3 d, B+ S6 l
  10.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;# z9 v# M. f; N0 @# Z9 d
  11.   HAL_GPIO_Init(DATA_433M_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);& C" W3 X: Q+ W4 x, X0 T2 `; T
  12. / w3 `) T: ~% X" E3 |  t
  13.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;! s7 M) c2 u! ]7 ^
  14.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;# S6 g1 x6 @4 Y! i$ w7 n, l
  15.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    ; l8 g1 w- g% x) s
  16.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    3 g6 Z, f3 o* j  x- e

  17. 9 W' R( R9 f. a. d
  18.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;9 M: V' d! T3 C% e( }  X, f
  19.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;0 v# ]" I+ e  g& ?! k! b9 ]) ~
  20.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    8 x3 }: _8 g9 U  |2 d1 B6 D" M
  21.   HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);2 a6 ]9 y" t; }) H9 Q+ R- x2 i" D

  22. * s/ d5 p+ J  l. J; @4 M( T
  23.   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_3_IRQn, 0, 0);2 C5 R% ]7 ^& k9 X/ y6 T9 K! B
  24.   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_3_IRQn);- o* v7 ^9 N; `7 X/ ]

  25. 8 V. ]7 g( m, S4 h$ m
  26.   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 0, 0);
    6 q- M& l: V5 w+ F. W$ @9 P& {, D
  27.   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_15_IRQn);8 \% f9 [# }0 y! q7 t
  28. . e0 J8 H, |* b$ n7 v4 A* t" z
  29.   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 0, 0);
    1 N5 J1 P5 B2 f
  30.   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_1_IRQn);% j' }& A7 S6 z/ M, ^
  31. }
复制代码

3 L% Z! ~1 x0 c; k3.重构外部中断服务函数,区分哪一个中断唤醒单片机* J* G- v: R& |) `# L
  1. void HAL_GPIO_EXTI_Rising_Callback(uint16_t GPIO_Pin)4 ?7 i' @3 \& Y8 `& v) `
  2. {
    / a2 \9 Y% P$ }/ B9 [1 M
  3.   if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_2)# h2 ]1 A& N! \5 q, r( Y/ ^- F1 Q
  4.   {! y! w, }  w1 l
  5.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD, DATA_433M_Pin) == 1)1 b' J2 k6 q+ z3 q' I$ @
  6.     {
    : x8 i( @5 ^1 d6 g* R  ]1 m8 ], s& W
  7.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter 433 Rising exti!\r\n");
    2 W% e$ |+ P+ A6 S, S' v# C: L7 `8 h( o
  8.     }/ f/ [% A, W9 J4 V
  9.   }
    6 @  l* c$ ]' r* P: D+ _. ]
  10.   else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_6)+ @& x# @6 d; d/ q, s2 a
  11.   {
    4 C& n. ?1 o8 k8 S! e9 K/ t4 C
  12.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) == 1)
    - _: J( y% P4 J9 R  Y
  13.     {  w3 K3 S3 J( }/ {) E9 f
  14.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter PA6 Rising exti!\r\n");, v$ W, x+ i) ]; `( k! A1 P6 U  E
  15.     }
    , B# W5 K3 y9 ?$ Y
  16.   }
    , p# c7 t9 K1 \! X, S% S7 @
  17.   else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1); j) a+ z6 @1 \9 }+ D; L- v' u
  18.   {3 `4 @0 ?! Q" }$ q' g
  19.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == 1)! Q- @1 P9 r% a) W- d7 u/ ?) A
  20.     {# f- [  O# m  I9 r, t  h
  21.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter PA1 Rising exti!\r\n");2 }8 X: v* T2 `& Q, ~9 `, y
  22.     }
    & x4 J0 r  K) J# q' ?- N
  23.   }# P* V- J; \$ ^( @* @1 m
  24.           else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_14)' _. _, W2 e# p7 E# G  h
  25.   {
    " }( G, ^( {) U% Y4 e
  26.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_14) == 1)3 W, x- O& L/ A/ C' g
  27.     {
    8 ]% E* C8 |% H; x
  28.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter PC14 Rising exti!\r\n");# ]" d, R: w5 i# t; W% i+ }
  29.     }
    : e" b4 @& ^* Z
  30.   }5 x. |6 f! ^, {+ R' u
  31. }
    - B* R- o- p' L- |' O8 K

  32. % ^- P" k+ n5 A
  33. void HAL_GPIO_EXTI_Falling_Callback(uint16_t GPIO_Pin)- I3 p1 _9 {* G( Y5 A/ [* A3 `7 j
  34. {
    $ Q1 C, ^" B2 _7 ?& s& D4 ]5 [2 q0 g
  35.   if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)  c. p  |6 X  \% T3 {" n  r
  36.   {
    # h$ W* W5 ~/ }! M  q+ }
  37.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == 0)
    2 `! j: k* t( A; V& F: \' ?
  38.     {
    , J( G$ i& S, ^: O7 I7 N# s. [
  39.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter PB1 Falling exti!\r\n");( h+ X- \. z& {
  40.     }! C! y4 @% {0 g& w- o: l
  41.   }, P3 o) H; Z+ G3 e
  42.   else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_12)
    6 T5 m5 a# x2 U7 ^  r2 `7 ~, R8 i
  43.   {" T3 z% o! k' F" w
  44.     if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_12) == 0). X* U* w  q0 g7 \+ p
  45.     {
    ; S( t  h* E4 @! J" r
  46.       SEGGER_RTT_printf(0, "Enter PB12 Falling exti!\r\n");4 `; v3 Q% j8 @4 G, y! t& ?' W& [
  47.     }0 |8 z6 p+ l+ B3 v
  48.   }
    9 e( W/ I4 H, U
  49. }
复制代码
$ `+ {2 X4 `) J8 T0 a$ ~+ O; r4 d
四、调试结果5 A. s4 j7 R, x6 Y) Y: }& @
0 a+ ]# t4 X1 M+ P% H% X
6 A+ x. O& H, x7 h/ w1 @

: ~& x5 z) n' s% ~# _
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