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【经验分享】STM32低功耗模式测试

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-20 20:52
stm32单片机低功耗模式共有3种,下来对3种低功耗进行分析测试。
9 O# R  S- n7 u3 i# {" ?- r/ I8 S先看手册上相关低功耗资料介绍:
% R% D- r6 S9 M! e% M) k: ?! i8 H$ R# T: U, ~: r
]MR]{7GU;KZB$}`ARZW68.png
- \! h4 |" D2 h2 U( H! T# c* y6 P! P4 `+ f; z
先来分析睡眠模式:3 Z% ~1 l, `9 [+ j2 P1 f
+ l" {  [  V  \( d  x
27)OO22X2ZU@{BT)A]UZRRH.png $ |; ^/ y0 \- G8 d
2IXTQR(EY59[6%2TTGC~YWY.png ! z8 K2 Z3 y, H/ j7 u4 t: f
9 t% Q. A6 B4 }7 ^5 h( ]
进入睡眠模式比较简单,只需一条指令即可。唤醒睡眠模式,我们使用串口中断来唤醒,通过对串口发送数据。利用串口RXD引脚来唤醒睡眠模式,代码如下:
) p9 z$ B( R0 n  a1 S' O( R; W& p: ?+ V6 e4 \
  1. //进入睡眠模式 任意中断唤醒  WKUP不能唤醒
    2 [1 e. W! m8 y! W
  2. void sleep_mode_wfi(void)
    , N, Y* c# g# m7 K- Y2 t
  3. {
    ( z/ v/ @0 v' _1 L9 X8 V2 O
  4.     __WFI();                                                                                                        //WFI指令进入睡眠; E$ C' N7 m0 o1 a% E5 m
  5. }$ t/ Y+ u; C+ {0 m$ s: g  ?* z% M; N2 d; d
  6. //进入睡眠模式 唤醒事件唤醒  WKUP 不能唤醒. v0 g2 D* |/ v  x' {
  7. void sleep_mode_wfe(void)0 ~0 S' w* P- i6 R; B& \
  8. {0 }! r( O" ~" k3 F, f2 ~" u
  9.     __WFE();) v3 I+ p0 K. F
  10. }
复制代码

, K" F+ h3 O5 \: y% }3 }通过调用这两个函数就可以直接进入睡眠模式,给串口发送数据可以退出睡眠模式。睡眠模式退出后,程序会从进入睡眠模式的下一行代码继续执行。相当于程序被暂停了。
0 P3 Q! d: `$ T/ q下来看停止模式:
  D4 {' @$ B6 S4 X
$ B7 A# P- J) C! S) r [B29O@APN{WVXH9P)F]M{AM.png
: H! y0 V) K  k& t- ?3 ?( P
  q# F4 K, a, P; D _W~M_L]_7Q}J_DME4SG31_M.png
2 p8 V% f* u  E3 H2 j0 g2 T: e4 t* {7 q# T' e9 A0 r9 s
停止模式通过调用库函数PWR_EnterSTOPMode(),可进入停止模式,停止模式唤醒需要用外部中断,将串口的RXT引脚设置为外部中断,上升沿触发,这样当串口接收到数据时,就会触发RXD引脚的外部中断。这样可通过串口直接唤醒停止模式。相关代码如下:4 \0 C! |0 e. T0 ?! ]/ q
$ c0 U5 T1 d" F/ O3 T
  1. void EXIT_UART_Init(void)
    2 s9 n# O% D, g
  2. {
    3 e7 T# F) L/ S6 O2 V5 V) E
  3.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;& W# O1 L5 M% u. m2 ~. b' V6 J
  4.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;$ ~4 M! _. [  [$ y' s' o$ J
  5.     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    " L$ P) ]3 g, J" x4 m
  6. # c' o# O+ j9 W* P+ `  d
  7.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
      C/ C' A9 \6 R5 V7 _  p

  8. + o/ {- O* A7 `& f3 D! T
  9.     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource10);
    & ]+ j* E% {2 v9 a: f

  10. ; V2 W6 m" }- O8 j
  11.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    : g' n+ Z) T/ b+ l- q- ~
  12.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    ) _& K- k5 R# q. O, c4 W
  13.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;( U5 D6 J7 L& s( n5 v$ b/ ~( M
  14.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);! {: k% G7 q3 B, x
  15. 9 z4 ^. E& M% |' e
  16.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;. _- c; ~6 U, p5 b" W! Z# H1 w  y
  17.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;3 }2 c1 V0 L" d
  18.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;$ K2 e* [7 p- O8 D
  19.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  M7 @/ d" s% h
  20.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);6 I4 l) _% m+ C. F) R6 ~

  21. $ x4 d& j% E, c, J" Q8 F* T
  22.     EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line10;
    1 `+ L- Q* e' k; |4 [  `0 b! a
  23.     EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    . }: e8 l  j$ N( `% y5 F1 g/ }  P
  24.     EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    & Z1 d" V' C& i% j6 ]; }* [& T+ |+ Q
  25.     EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    & \1 y4 U6 ~% D( @4 L* I! r7 @+ E# e# n
  26.     EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    3 c+ }# T+ O6 m
  27. ) C4 m0 f: W+ t* U* N! J' L) w
  28. }8 ?0 w9 G6 z+ r0 A
  29. void EXTI15_10_IRQHandler(void)3 K  u: u; p# R" J: F6 @
  30. {
    5 d1 \9 X6 e& U
  31.     if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10) != RESET)
    . B& b" U/ n) C6 [
  32.     {
    / b7 w6 t7 S' _2 e, D
  33.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line10);9 s4 n( ]4 E5 y# ^8 V2 X$ L( M
  34.         __set_FAULTMASK(1);         //关闭所有中断
    ! i: N" K% `  @
  35.         NVIC_SystemReset();  //系统复位  X1 e, i1 |* t1 }
  36.     }
    . ?9 U0 M8 z9 u3 Q  G  D

  37. ; H, D8 Q" K7 y8 x4 e: ?. v
  38. }
    6 P( B! y1 k% `/ f; n1 h4 b6 \
  39. 2 D: P- d. b: I) E/ ~! h* [9 X! ]# x
  40. //进入停止模式   任意外部中断唤醒  WKUP不能唤醒
    9 o! M8 b4 x; O
  41. void enter_stop_mode(void)' X# m  O$ ?' ^' L, m: w' |+ P& f
  42. {
    ( D8 S( j" U% H, z9 l! s9 c8 J# m+ F
  43.     EXIT_UART_Init();                                                                                        //RX引脚配置为外部中断
    / o, a: z4 b2 _3 [0 k# \/ @
  44.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);                 //开电源管理时钟
    . I' a3 n7 H2 ~3 H9 r, X' d( `
  45. . a% b) O3 C4 ^6 G8 G6 w! V( ]
  46.     PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFI);                //进入停机模式
    , M" v% Y0 v: L* s3 l  a
  47. }# W6 \; W4 U& W7 ]3 x* W1 n, _5 l
复制代码
1 u: p# L, K% p( W, r1 E
进入停止模式后,所有IO口保持为当前状态。当退出停止模式后,HSI RC振荡器会被选为系统时钟,而开发版用的是外部时钟,需要重新设置系统时钟。为了避免重新设置时钟的麻烦,在中断程序中,直接执行系统软件复位命令。直接对系统重新进行复位。如果在实际项目中需要外部IO口状态保持不变,就不能用系统复位命令,需要自己重新配置系统时钟和其他外设的时钟。
- A! {4 W3 K8 s" T8 @7 ^1 A. a; Y0 D
下来看待机模式:* Z+ x8 D; I8 ^, L! r# T9 m% |

- f( X1 Y  d6 Z+ H- W7 R ]21J[I66TY0{H4_SP0%$E`Y.png
* N& ?% K9 S$ T0 D( `
$ ~+ ]' i) P3 m1 A" b5 }6 N进入待机模式后系统功耗最低,外部IO口都会处于高阻状态。退出待机模式后,系统会重新初始化,相当于按下了复位按键。相关代码如下:
0 b: C$ F; M- F: P$ b5 e( u5 k0 N2 P- ?: U. P, c/ ]
  1. void Sys_Standby(void)( I8 V: R" W  Q/ G, q
  2. {( t1 r  \9 _" \5 Y) I1 y) |
  3.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);                 //使能PWR外设时钟
    ; i6 `: _$ {: {) P5 }
  4.     PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);                                                                          //使能唤醒管脚功能  WKUP! K: K: y* x0 U1 w
  5.     PWR_EnterSTANDBYMode();                                                                           //进入待机(standby)模式3 y0 M% U3 a, Q
  6. }
    ( J: E3 _, O2 N# z; T( s* l- f

  7. 8 c$ s* q. X- a7 s0 v# N7 Q
  8. //系统进入待机模式   WKUP引脚上升沿、RTC脑子、NRST复位、IWDG复位 唤醒  中断不能唤醒8 k2 p, @* G3 g( h8 j8 q
  9. void Sys_Enter_Standby(void)
    * h9 j! Z" Y, d  P- B
  10. {- l& ?( T: }. z3 r6 u0 ?9 a
  11.     RCC_APB2PeriphResetCmd(0X01FC, DISABLE);                                         //复位所有IO口,屏蔽这条语句也没有看到什么影响1 _0 E& H- v; r! {+ r5 g) I' I
  12.     Sys_Standby();' n& Z5 a' P9 B" O0 }
  13. }# g8 G* ^8 Z6 ^5 g) |: m! e* G
复制代码

  `3 S1 ~6 j! Z$ E为了方便测试,用了WKUP唤醒。进入低功耗模式后,按下WKUP按键,系统会被唤醒,唤醒后系统复位,程序重新开始执行。$ Y% _- `2 z: ]
主函数测试代码如下:
5 Q0 j  ^6 ^' C# P
, F5 h7 f$ K* R/ G, V/ a
  1. int main(void)7 @7 u- o5 X$ y! K% J+ m
  2. {* Z) B! v+ w+ o4 ]
  3.     u8 i = 0, j = 0;" \+ o0 J! I- o0 P
  4.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);, T  c3 M" U, \$ s/ I) p( P0 k2 T3 U( D
  5.     delay_init();                                                                                       //延时函数初始化
    - R+ F- s5 ~# Y* }0 ^# O0 ]
  6.     LED_Init();                                                                                         //初始化与LED连接的硬件接口. r: ^: w) Y5 Q) F& `0 Q
  7.     KEY_Init();
    . G! P& o) t# _* \) z' S
  8.     uart_init(9600);
    ' P" x8 A- ~) a6 F# q1 i
  9. & F8 X5 w( A+ t( G4 i
  10.     LED = 1;  l! \4 X" P" x. }1 ~
  11.     delay_ms(500);( r9 Z$ Q8 \& M9 ~2 N
  12.     printf("low power test! \r\n\r\n");: {: j: _( Z0 j4 [
  13.     while(1); i7 `7 I  R1 a3 }4 ^" Y
  14.     {8 o: V+ b- A" j/ A$ m' R8 W
  15.         i =  KEY_Scan(1);
    3 M4 c, n) }* o/ p- C+ Z. }  D$ D2 q
  16. ! B; L1 X) e# Z, Q2 Z# z2 X
  17.         switch(i)
    4 L, n# [# O, M3 I
  18.         {/ f3 q" {. B. H3 U, T/ C
  19.         case 0:# s# F0 a8 o3 Q& p# l
  20.             break;  D$ g! I- @% ^, h) _* D
  21.         case 1:
    2 k* d- l0 `& ~0 F/ l/ G7 o& d
  22.             printf("进入停机模式\r\n\r\n");( ~# |: e( A5 D
  23.             enter_stop_mode();                                                                        //唤醒后从程序开始位置执行- u1 e, U/ [7 i8 {8 ~
  24.             printf("退出停机模式\r\n\r\n");                              //执行不到这块
    3 C( o( B6 _% v9 y+ _
  25.             break;
    ; b/ i% d( m- Y4 P
  26.         case 2:
    8 V* C, U( w, J3 }
  27.             printf("进入待机模式\r\n\r\n");                                - h! {6 Q9 H# a* ^6 R
  28.             Sys_Enter_Standby();                                                                 //唤醒后从程序开始位置执行
    0 Z- w5 t' x; _- Z
  29.             printf("退出待机模式\r\n\r\n");                                                 //执行不到这块9 {, x) n( F# W+ m4 ?! v- X
  30.             break;
    4 k. m! O- t$ @. l( z/ J5 }
  31.         case 3:7 b  E3 Z' T) v
  32.             printf("进入睡眠模式 中断唤醒 \r\n\r\n");
    8 ^  j( T% R/ R+ |2 _
  33.             sleep_mode_wfi();                                                                        //唤醒后接着下一条语句执行
      j: [0 g5 O4 y
  34.             printf("退出睡眠模式 中断唤醒 \r\n\r\n");                     //唤醒后执行当前语句! `+ O0 S5 M) S5 D, d
  35.             break;
    , s$ D( ~* N# m# G
  36.         case 4:
    ! d4 x# E6 D1 S8 U  T
  37.             printf("进入睡眠模式 事件唤醒 \r\n\r\n");
    % G! J/ d  x8 w" c9 w9 s
  38.             sleep_mode_wfe();                                                                        //唤醒后接着下一条语句执行
    ) ]9 l4 k  ?* F. k. r
  39.             printf("退出睡眠模式 事件唤醒 \r\n\r\n");                                //唤醒后执行当前语句
    3 h0 Z$ ]! ~( H  s5 Q. R
  40.             break;( h$ K: @4 n2 f; ]- `  q7 R
  41.         }
    1 p8 J+ P( Q0 W5 Z" e6 ~

  42. . d/ w7 F& H: W8 v0 Z% D+ c
  43.         j++;& I' ^: C# Q! G# ?' g! E
  44.         if(j > 5)
    % s1 @! J1 K. N+ b: j* y5 @6 W
  45.         {- y* `  Q: a, Z, k
  46.             j = 0;
    9 D! i: }$ S0 Q+ G1 k4 K
  47.             LED = !LED;$ ?1 @, m( b) U) N+ m
  48.         }
    7 g! P' y5 g4 K  A: f
  49. ' Z  h/ ^# y# N+ U  V$ O7 Z$ n& O$ d" ]
  50.         delay_ms(10);
    ! Y. L# G7 H" f3 G- @

  51. % N7 u  R, K. l/ r% _5 v
  52.     }$ D/ G$ ~% I6 H( I* K" ]6 ?
  53. }
复制代码
6 N' L! N" j0 U; o
通过LED闪烁指示程序执行状态,进入低功耗模式后,LED灯停止闪烁。退出低功耗模式后,LED灯继续闪烁,用串口输出相关信息,便于观察。6 O) O8 Z* v2 ]. @5 o! Z3 ^
/ l! f5 s; H3 M- r5 `0 }: u# g$ Y

" H- N3 ^+ E$ _$ H3 ]6 E" u2 f4 Y% |  H) H1 W% j
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