STM32L0低功耗应用
( l* u3 J, `+ y; B. ^STM32L0支持7种低功耗模式，本文重点讨论停止(STOP)模式。
6 {. C, m  o7 S# ^, R
4 U$ w$ a& I0 A2 m" a首先介绍几点影响功耗的因素。
4 V7 U$ p/ D4 Z& j6 _' y1.IO口的状态，不用的IO口设置成模拟输入。
2.时钟，时钟越低功耗越低。
3.外设，禁用不使用的外设。
: e1 N+ U0 v, x8 D- i4.PLL是一个耗电大户，如果做低功耗还是把PLL禁用，直接HSE/HSI/MSI到SYSCLK。
5.内核电压，根据不同的运行速度和VDD电压调节动态调压器，达到速度与功耗的平衡。
1 r( [; v9 |: A5 f/ g* |" M. q, @+ g2 a
官方描述如下：
' M, j! C# K1 _! W9 B% C
2 W  ^2 f; v$ a; }

: i3 y' P! w" @' U( _( D/ Q
1 n5 I- D: Q+ S! Z! }( I; A& A

使用下面这个函数调节内核电压

# }  k0 Z; r* n  e

1. #define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1   PWR_CR_VOS_0
   0 G! K2 ?7 i$ [$ b
2. #define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2   PWR_CR_VOS_1
   . O4 g" q5 F# i$ l
3. #define PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3   PWR_CR_VOS
   
4.   *            @arg PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1: Regulator voltage output Scale 1 mode,
   
5.   *                                                System frequency up to 32 MHz.
   9 O+ L' h1 U$ ]
6.   *            @arg PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2: Regulator voltage output Scale 2 mode,
   5 F7 g' D  `6 h! [% u+ d
7.   *                                                System frequency up to 16 MHz.
   & U4 ^( O1 d& x
8.   *            @arg PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3: Regulator voltage output Scale 3 mode,
   
9.   *                                                System frequency up to 4.2 MHz
   $ r* {' M( G& R3 Z7 j6 s8 T3 p
10. 
    2 w0 |4 B  C6 E9 |) O8 a+ T
11. __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

复制代码

1.睡眠模式
0 ~( f$ B! [: t( v' I  U6 N0 S睡眠模式下只有CPU停止工作，所有外设继续工作，任何中断或者事件都能唤醒CPU，此时约16MHz/1mA。
! n4 {) ?" ^* J5 c3 [9 I
2.低功耗运行模式
低功耗运行模式使用 内部MSI RC振荡器为低速模式（最大工作频率131kHz），内部调压器在低功率模式下，时钟频率和可用外设都有限制。仅当 电压调节器 处于范围 2 时，才能进入低功耗运行模式。

6 ~6 i$ J; l( O6 o3.低功耗睡眠模式
) g8 T. T: J' Z7 x1 A# }* T% @进入睡眠模式时，调整内部调压器为低功率模式，时钟频率和可用外设都有限制；一个典型的例子是计时器以32kHz的速度运行。当事件或中断触发唤醒时，系统将恢复到运行模式，并打开调节器
  G: ?6 S2 F, b
4 F$ U- V* m' j* L! Y; f' q4 [3 d4.带RTC的停止模式
停止模式在保持RAM和寄存器内容以及实时时钟的同时，实现了最低的功耗。Vcore域中的所有时钟都被停止禁用PLL、MSI RC、HSE和HSI。LSE或LSI仍在运行。调压器处于低功率模式。一些具有唤醒功能的外围设备可以使HSI在停止模式下检测它们的 触发唤醒的动作。
) x6 q2 W6 Q  m. m设备可以被外部中断在3.5us内唤醒，处理器会进入唤醒中断后恢复现场。也可以被PVD中断，比较事件（如果此外设使能），RTC alarm/tamper/timestamp/wakeupevents, USB/USART/I2C/LPUART/LPTIMER 唤醒事件唤醒。 唤醒后需要重新配置时钟。
8 X' H! ~- p& m5 r3 y$ T/ r' x
* |' z, X0 g8 H/ Y3 q. y5.不带RTC的停止模式
8 p4 z8 I; V. I% P1 C8 \8 T+ _停止模式在保持RAM和寄存器内容以及实时时钟的同时，实现了最低的功耗。Vcore域中的所有时钟都被停止禁用PLL、MSI RC、HSE和HSI。LSE或LSI仍在运行。调压器处于低功率模式。一些具有唤醒功能的外围设备可以使HSI在停止模式下检测它们的 触发唤醒的动作。
, Q3 @# w/ d/ A% Y$ \5 {; [- C* R设备可以被外部中断在3.5us内唤醒，处理器会进入唤醒中断后恢复现场。也可以被PVD中断，比较事件（如果此外设使能），RTC alarm/tamper/timestamp/wakeupevents, USB/USART/I2C/LPUART/LPTIMER 唤醒事件唤醒。 唤醒后需要重新配置时钟。

9 p1 `# e" i7 v6.带RTC待机模式
关闭内部电压调节器，从而关闭整个Vcore。PLL MSI HIS HSE 都被关闭，LSE/LSI在运行。
  e" j. A1 E0 N. e! a除了备用电路中的寄存器外(wakeup logic, IWDG,RTC, LSI, LSE Crystal 32 KHz oscillator, RCC_CSR register)，RAM和寄存器内容都丢失了。
设备会在以下情况在60us内被唤醒
1.外部引脚复位
2.IWDG复位
2 A* W. [% H$ B, Q2 ]% B( N# V3.唤醒引脚上升沿
4.RTC Alarm tamper timestamp Wakeup 事件

7.不带RTC待机模式
关闭内部电压调节器，从而关闭整个Vcore。PLL MSI HIS HSE LSE LSI都被关闭。
+ r% Y! M6 X" D8 F除了备用电路中的寄存器外(wakeup logic, IWDG,RTC, LSI, LSE Crystal 32 KHz oscillator, RCC_CSR register)，RAM和寄存器内容都丢失了。
设备会在以下情况在60us内被唤醒
. N8 J6 m/ j: N& f! f5 S7 l1.外部引脚复位
) Z" h+ L) U% D' U3 D1 ^2.唤醒引脚上升沿
" d! g% i7 B' U4 H: t& ERTC 和IWDG 的时钟源进入停止或者待机模式不会自动停止。

2 W. ?4 f; S/ {% H进入STOP模式
3 \" r( @' N+ l" q停止模式基于 Cortex®-M0+ 深度睡眠模式与外设时钟门控。调压器既可以配置为正常模式，也可以配置为低功耗模式。在停止模式下，VCORE 域中的所有时钟都会停止，PLL、MSI、HSI16 和 HSE RC 振荡器也被禁止。内部 SRAM 和寄存器内容将保留。
要使停止模式下的功耗最低，内部 Flash 也进入低功耗模式。Flash 处于掉电模式时，将器件从停止模式唤醒将需要额外的启动延时。
* k$ K" M) j3 R* k, p7 @, a要使停止模式下的功耗最低，可在进入停止模式前关闭 VREFINT、BOR、PVD 和温度传感器。退出停止模式后，可以使用 PWR_CR 寄存器中的 ULP 位通过软件重新打开它们。

! c/ d4 I; r/ S/ A7 t在停止模式下，所有 I/O 引脚的状态与运行模式下相同。
5 q# w1 M6 L, g9 X, J: l$ R/ a
要求

– 没有中断（对于 WFI）或事件（对于 WFE）挂起。
– 将 Cortex®-M0+ 系统控制寄存器中的 SLEEPDEEP 位置 1
3 Q6 f) i3 z9 ?% M– 电源控制寄存器 (PWR_CR) 中的 PDDS 位 = 0
– 电源控制/状态寄存器 (PWR_CSR) 中的 WUF 位 = 0
– 通过配置 RCC_CFGR 寄存器中的 STOPWUCK 位退出停止模式时，选
$ u9 s1 G# m$ {! Z择 MSI 或 HSI16 RC 振荡器作为系统时钟。
注： 要进入停止模式，所有 EXTI 线挂起位（在第 13.5.6 节：EXTI 挂起
3 N* V- G6 n, c+ s+ {寄存器 (EXTI_PR) 中）、所有外设中断挂起位、RTC 闹钟（闹钟 A
7 |9 |1 O7 C! Z和闹钟 B）、RTC 唤醒、RTC 入侵和 RTC 时间戳标志位必须复
$ y7 B5 \# O7 b2 x- W% l$ J位。否则将忽略进入停止模式这一过程，继续执行程序。
' b% W  f0 J( J0 l$ _
下面咱们来看下寄存器描述

1 H/ l7 B" H+ Z8 f7 G6 g+ x系统控制寄存器中的 SLEEPDEEP 位
+ D2 P; P/ L. H; x3 x我在ARM-CortexM0 权威指南上找到的

! y( d) k( U0 C, d: w4 G' j
) b' g! E8 S, |  r2 O7 J(PWR_CR) PDDS位：掉电深度睡眠 (Power-down deepsleep)
5 w( l8 n0 a: m$ s5 D此位由软件置 1 和清零。
) b4 u0 V/ A7 T, e0：器件在 CPU 进入深度睡眠时进入停止模式。调压器处于低功耗模式。
' }) u& {( D2 r0 D. n3 q8 G1：器件在 CPU 进入深度睡眠时进入待机模式。

(PWR_CSR) WUF 位
该位通过硬件置 1，并且只能通过系统复位或通过将 PWR 电源控制寄存器 (PWR_CR) 中的
0 u2 O5 m4 x& |CWUF 位置 1 清零
0 ^  J9 N- |+ V2 h" \6 x5 P6 A* K0：未发生唤醒事件
! l+ L. `3 C4 W6 [4 _; v1 d1：收到唤醒事件，可能来自 WKUP 引脚、RTC 闹钟（闹钟 A 和闹钟 B）、RTC 入侵事
件、RTC 时间戳事件或 RTC 唤醒事件。
注： 如果使能 WKUP 引脚（将 EWUPx (x=1, 2, 3) 位置 1）时 WKUP 引脚已为高电平，系
# }, H1 ?* Q9 N# Q, E& p/ L2 Z统将检测到另一唤醒事件。

然后还要配置选择唤醒后的时钟源
通过此函数
' }0 u. T5 S* A- O4 G2 _: v+ A: }

1. /**
   $ n" p# s" U) _" T  z' l, y
2.   * @brief  Macro to configures the wake up from stop clock.
   ! G. O. b. f0 ^( A
3.   * @param  __RCC_STOPWUCLK__ specifies the clock source used after wake up from stop
   4 ~# Q5 Z7 v% }; ?9 I
4.   *   This parameter can be one of the following values:
   $ P' M! i0 C8 o& G  O* R
5.   *     @arg @ref RCC_STOP_WAKEUPCLOCK_MSI    MSI selected as system clock source
   4 ]1 k+ M$ g* q. O$ l3 ?
6.   *     @arg @ref RCC_STOP_WAKEUPCLOCK_HSI    HSI selected as system clock source
   
7.   * @retval None
   7 C2 f: s* Z. W
8.   */
   
9.   __HAL_RCC_WAKEUPSTOP_CLK_CONFIG(RCC_STOP_WAKEUPCLOCK_MSI);

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唤醒后如果需要，记得重新配置时钟。
+ p# b: C2 M( P3 E# S
2 n/ Z& v, g8 n* i; ~LPUART在DMA模式下唤醒STOP
不讨论怎么实现DMA，只讨论唤醒SOTP模式。
% Y5 D# T' Z+ _  s# n首先咱们来看官方描述

0 K( r9 E8 V) N# P/ y4 ^& X
我使用的是LSE时钟

其实官方手册有这样一段描述
当 DMA 用于接收时，它必须在进入停止模式前禁止，并在退出停止模式后重新使能。 从停止模式唤醒功能并非在所有模式下均可用。例如，该功能在 SPI 模式下不起作用，因为 SPI 仅在主模式下工作。
也就是说要在进入STOP模式前禁止DMA。这里不是去操作DMA的寄存器去禁止DMA，而是在LPUART里面的寄存器DMAR位禁止即可。
6 C- H2 o% X: _- T( V5 y) N8 ILPUART_CR3(DMAR位)
! c( O/ K8 ^) V, z7 F位 6 DMAR：DMA 使能接收器 (DMA enable receiver)
7 b$ u: `6 [( A  E' w! J& T6 m此位由软件置 1/复位。
& E6 B& C0 U( _( g1 p, ]# p) k$ p1：针对接收使能 DMA 模式
  h! P1 w' |3 ^5 r# Z2 e& \0：针对接收禁止 DMA 模式

" X1 r1 |. i; E# e8 A进入停止模式的步骤
, e' ]1 L% b. w" \) E' H: s1.禁止DMA，记得在唤醒后在串口唤醒中断里面重新使能DMA即可（其实使用HAL库是有点小BUG，会导致无法重新使能，后面会说(看串口中断回调函数)）
6 I5 }8 G& ^( V* |" o/ u7 l6 _/ s0 R2.确认串口忙标志为0
0 ], Q0 w! q/ P7 T  H3.确认串口做好接受数据准备
4 |* z% N2 P; s3 w$ x4.选择唤醒模式（接受完成唤醒，起始位唤醒，地址匹配唤醒）
5.配置串口使能唤醒中断，使能停止模式唤醒
, I' [6 M5 D8 b& i' \
# l6 I" [9 Z$ J) j; B1 a5 x下面介绍要使用的函数

1. void UratEnterStopMode(UART_HandleTypeDef *UartHandle)
   4 f0 `. w$ H3 @- l" y7 U
2. {
   7 F) n$ k, S" Z; b" ?; w: X
3. 
   : W3 j. O9 Y3 d2 U
4. 
   / x4 r& D, Z6 ?0 Y, @! x
5.   UART_WakeUpTypeDef WakeUpSelection;
   " Y6 e4 j1 {& x, N% z& N4 [
6.   /* make sure that no UART transfer is on-going */
   , ^+ l* S( A2 N7 \7 A
7.   while(__HAL_UART_GET_FLAG(UartHandle, USART_ISR_BUSY) == SET);
   ! H3 `" J# y! J9 m; @
8.   /* make sure that UART is ready to receive
   
9.    * (test carried out again later in HAL_UARTEx_StopModeWakeUpSourceConfig) */   
   4 {- f: e, d$ n. ^
10.   while(__HAL_UART_GET_FLAG(UartHandle, USART_ISR_REACK) == RESET);
    
11. 
      h. a; r" X. F5 j2 t, _2 a
12.   /* set the wake-up event:
    5 O1 B0 l4 J, r) J8 l! r$ Y
13.    * specify wake-up on start-bit detection */
    
14.   WakeUpSelection.WakeUpEvent = UART_WAKEUP_ON_STARTBIT;
    7 c: T  w# F; m# B
15.   if (HAL_UARTEx_StopModeWakeUpSourceConfig(UartHandle, WakeUpSelection)!= HAL_OK)
    
16.   {
    
17.     Error_Handler();
    
18.   }
    4 w* ^6 _3 ]# r2 _
19.   HAL_UART_DMAPause(UartHandle);
    
20.   printf("HAL_UART_DMAPause\n\r");
    
21.   // __HAL_DMA_DISABLE(&hdma_lpuart1_rx);                        //禁止DMA;
    3 }2 C, k; N6 d4 C
22. 
    
23.   /* Enable the UART Wake UP from stop mode Interrupt */
    ! _0 s: u, d9 M  a" E. N
24.   __HAL_UART_ENABLE_IT(UartHandle, UART_IT_WUF);
    $ T1 x: s7 ^  Z# Y9 k
25. 
    
26.   /* enable MCU wake-up by UART */
    
27.   HAL_UARTEx_EnableStopMode(UartHandle);
    , }9 r+ J# P3 t/ J
28.   /* enter stop mode */
    
29.   HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);//进入停止模式
    
30.   /* ... STOP mode ... */
    
31. 
    
32.   /* at that point, MCU has been awoken: the LED has been turned back on */
    
33.   /* Wake Up on start bit detection successful */
    
34.   HAL_UARTEx_DisableStopMode(UartHandle);//唤醒后禁止串口唤醒低功耗模式
    1 p( \+ P( L$ q. |$ _
35. }

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**然后在串口唤醒中断里面使能DMA即可
" o; P8 B1 u  I串口唤醒中断回调函数
  w  _9 j1 K: l) d) g* z0 F

1. void HAL_UARTEx_WakeupCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   3 V; o+ r6 ?& `: Z* h- W' T
2. {
   
3. 
   0 J7 }6 Z/ n& ?7 q
4. //在这个回调函数之前HAL库的中断里面会改变huart->RxState = HAL_UART_STATE_READY; 导致HAL_UART_DMAResume(huart)不能恢复DMA
   ; k* a6 G  p0 h# W- ?+ W
5. //所以此时要 huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;  
   ' ~+ i5 Z5 J( L! M& \9 D; c7 L
6.   huart->RxState = HAL_UART_STATE_BUSY_RX;  
   
7.   HAL_UART_DMAResume(huart);
   
8. 
   & _& g: z. N% E. z! _4 o3 I
9.   printf("HAL_UART_DMAResume,receivedata8 is %d\n\r",0);
   , b6 w8 h. j& e
10. }

复制代码

) J% E- L) M2 Z6 N记得唤醒之后稍微延时一下，让串口数据接受完成在进入停止模式，不然数据会乱。

, G$ K( U+ |& i+ f9 x**下面重点来了**
这里稍微不注意就会发现 我唤醒之后接受到的数据怎么老是少第一个字节
经过我测试发现
是有一个设置的问题
* ]- T3 r7 S0 y5 S! o) ]" D0 I下面看函数和寄存器描述

1. /* Enable Ultra low power mode */
   
2.    HAL_PWREx_EnableUltraLowPower();  //使能超低功耗，置位PWR_CR ULP位,VREFINT 在低功耗模式下关闭 更低功耗

复制代码

PWR_CR 位 9 ULP：超低功耗模式 (Ultra-low-power mode)
置 1 时，VREFINT 在低功耗模式下关闭。通过复位 RCC_APB1RSTR 寄存器中的 PWRRST
, C2 q  Q  d5 y8 R+ e1 B% i$ g位不会复位该位。当该位置 1 时，寄存器 LCD_CR 的 LCDEN 位不能置 1。
0：VREFINT 在低功耗模式下打开
1：VREFINT 在低功耗模式下关闭

" g& N; `- j, B3 _- A$ A6 k当我们调用HAL_PWREx_EnableUltraLowPower();使能超低低功耗模式
- [0 o4 H! ^: n  b& i此时你使用9600（不包括9600）以下的波特率就不会少第一个字节 但是你的波特率在9600及以上，收到的数就会少第一个字节
& S2 K; v$ K7 w但是我们能不能在超低功耗模式下唤醒，波特率超过9600情况下怎么办呢？
还有一个函数和寄存器描述
8 S. T* K( C, z

1. /* Enable the fast wake up from Ultra low power mode */
   ) l0 I- Z) Y3 O- P
2.   HAL_PWREx_EnableFastWakeUp();              //使能快速唤醒，不会等待VREFINT就绪，比较快，9600波特率下不会丢数据，不用快速唤醒而且 VREFINT 在低功耗模式下关闭 9600波特率下丢数据 此时只能降低波特率才可以解决

复制代码

+ T+ z3 j# A: K& p: u& x2 cPWR_CR 位 10 FWU：快速唤醒 (Fast wakeup)
% N$ f  E6 A& b% {此位与 ULP 位结合使用。
' O6 N( A$ D+ s+ Y% l. F, q9 ?如果 ULP = 0，则忽略 FWU
如果 ULP = 1 且 FWU = 1：从低功耗模式退出时忽略 VREFINT 启动时间。当 VREFINT 重新就
) L( o: U2 _& {1 O4 r绪时，通过 PWR_CSR 寄存器中的 VREFINTRDYF 标志加以指示。
  f! y& H! _2 H/ K如果 ULP = 1 且 FWU = 0：仅当 VREFINT 就绪（其启动时间后）时，才会从低功耗模式退
出。通过复位 RCC_APB1RSTR 寄存器中的 PWRRST 位不会复位该位。
; z, L4 q& [4 k2 h: R- ?/ F0：仅当 VREFINT 就绪时，才会退出低功耗模式
! E. q' S% S/ h; v* S6 G1：退出低功耗模式时忽略 VREFINT 启动时间

就是醒的时候不等待 VREFINT稳定，但是可能会影响ADC，这样在超低功耗模式下就能快速唤醒不丢第一个字节了
仅在9600下测试不会丢，其他未测
8 o/ s7 @( k4 }. `
4 v  e8 {) c9 J8 o5 @' [) w3 A当然如果你不使能超低功耗模式，那就造吧。
1 f( y" @! l; }/ }; v最近一直在搞Linux，这个博客写了快一年了，都忘记了。有时间把RTC和LPTIM也更上。实测功耗在0.8uA左右。
8 y. F. w7 X& B& ?; P

& \. E! H4 l4 z3 j! N" s