本文我们来学**STM32的待机唤醒功能。要实现的功能是：系统运行时 D1 指示灯闪烁，5 秒后进入待机模式，D1 指示灯熄灭，同时串口 printf输出相关提示信息，可通过 K_UP 按键实现唤醒。学习本内容可以参考《STM32F10x中文参考手册》-4 电源控制器（PWR）章节。

STM32 低功耗模式介绍

    很多单片机具有低功耗模式，比如 MSP430、STM8L等。默认情况下，系统复位或上电复位后，微控制器进入运行模式。在运行模式下，HCLK 为 CPU 提供时钟，并执行程序代码。当 CPU 不需继续运行（例如等待外部事件）时，可以利用多种低功耗模式来节省功耗。用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式。

    当然在运行模式下，也可以通过如下方式降低功耗：

（1）降低系统时钟速度

（2）不使用 APBx 和 AHB 外设时，将对应的外设时钟关闭

    STM32 提供了 3 种低功耗模式，以达到不同层次的降低功耗的目的，这三

种模式如下：

（1）睡眠模式（ CM3 内核停止工作，外设仍在运行）

（2）停止模式（所有时钟都停止）

（3）待机模式（ 1.8 V 内核电源关闭）

    这三种模式所需的功耗是逐级递减，也就是说待机模式功耗是最低的。三种低功耗模式汇总表如下图所示：

) y6 N! |+ `7 ]

    我们仅对 STM32 的待机模式进行介绍，其他 2 种模式可以参考《STM32F10x 中文参考手册》-4电源控制器（PWR）章节，里面有详细的介绍。

（1）待机模式

    在睡眠模式中，仅关闭了内核时钟，内核停止运行，但其片上外设， CM3 核心的外设全都照常运行。在停止模式中，进一步关闭了其它所有的时钟，于是所有的外设都停止了工作，但由于其 1.8V 区域的部分电源没有关闭，还保留了内核的寄存器、内存的信息，所以从停止模式唤醒，并重新开启时钟后，还可以从上次停止处继续执行代码。在待机模式中， 它除了关闭所有的时钟， 还把 1.8V 区域的电源也完全关闭了，也就是说，从待机模式唤醒后，由于没有之前代码的运行记录，只能对芯片复位，重新检测 BOOT 条件，从头开始执行程序。

    那么我们如何进入待机模式呢？其实很简单，只要按下图所示待机模式进入与退出步骤的步骤执行就可以了。

7 \4 b5 R. T% V/ s6 U

+ ?1 D1 S% e6 q

    上图还列出了退出待机模式的操作，当检测到外部复位（NRST 引脚）、

IWDG 复位、 WKUP 引脚上升沿、 RTC 闹钟事件的上升沿时，微控制器退出待机模式。本文我们是通过 WKUP 引脚（PA0）上升沿来退出待机模式，当然也可以直接通过芯片复位管脚 NRST退出。

    从待机模式唤醒后，除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)，所有的寄存器豆被复位，程序将按照复位（启动引脚采样、复位向量已获取等）后的方式重新执行。电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。

    在进入待机模式后，除了复位引脚以及被设置为防侵入或校准输出时的

TAMPER （PC13）引脚和被使能的唤醒引脚（ WK_UP 脚（PA0）），其他的 IO 引脚都将处于高阻态。

    由于篇幅限制，本文并没有对待机模式相关寄存器进行介绍，大家可以参考《STM32F10x 中文参考手册》-4 电源控制器（PWR）章节，里面有详细的讲解。如果看不懂的可以暂时放下，因为我们使用的是库函数开发。

待机模式配置步骤

    接下来我们介绍下如何使用库函数进入和退出待机模式。这个也是在编写程序中必须要了解的。

    具体步骤如下：（电源管理相关库函数在 stm32f10x_pwr.c和 stm32f10x_pwr.h 文件中）

（1）使能电源时钟

    因为低功耗模式是通过 STM32 电源（PWR）系统进行管理的，所以需要使能电源时钟，调用的库函数为：

1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能 PWR 外设时钟

复制代码

4 q$ l' I# G7 x6 M, u

（2）设置 WK_UP 引脚为唤醒源
' P* H6 j+ v' k" f

    待机唤醒方式有很多种，我们选择 WK_UP 引脚（PA0）上升沿来退出待机模式。在库函数中，设置使能 WK_UP 用于唤醒 CPU 待机模式的函数是：

1. PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);

复制代码

" D3 i: {' _" ]7 G! u8 R

    因为按键 K_UP 连接在PA0 管脚上，并且是高电平有效，这样一来就可以使用 K_UP按键来退出待机模式。

（3）进入待机模式

    进入待机模式， 首先要设置 SLEEPDEEP 位 （ 详见 《 Cortex M3 权威指南(中文)》 ， chpt13 Cortex-M3 的其它特性--电源管理章节） ，接着我们通过 PWR_CR设置 PDDS 位，使得 CPU 进入深度睡眠时进入待机模式，最后执行 WFI 指令开始进入待机模式，并等待 WK_UP 中断的到来。整个操作可以通过一个库函数完成，如下：

1. PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式

复制代码

    通常在进入待机模式前，我们会清除唤醒标志，以等待下次进入。清除唤醒标志库函数为：

1. PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 标志

复制代码

) E/ w' b) E2 P" W3 e

    以上几步全部配置好后，我们就可以正常进入待机模式了，并且可以通过按键 K_UP或者复位按键唤醒。

    特别提醒下，如果学到 RTC 实时时钟实验的时候，需要进入待机模式，如果使能了 RTC 闹钟中断的时候，进入待机模式前，必须按如下操作处理：

1.禁止 RTC 中断（ ALRAIE、 ALRBIE、 WUTIE、 TAMPIE 和 TSIE 等）。

2.清零对应中断标志位。

3.清除 PWR 唤醒(WUF)标志（通过设置 PWR_CR 的 CWUF 位实现）。

4.重新使能 RTC 对应中断。

5.进入低功耗模式。

    本实验使用到硬件资源如下：

（1）D1 指示灯

（2）串口 1

（3）K_UP 按键

    D1指示灯、K_UP 按键、串口 1 电路在前面章节都介绍过，这里不多说。D1指示灯用来提示系统正常运行，K_UP 按键用来唤醒待机模式，串口 1 用来输出提示信息。

    所要实现的功能是：系统运行时 D1 指示灯闪烁，5 秒后进入待机模式，D1 指示灯熄灭，同时串口 printf 输出相关提示信息，通过 K_UP 按键实现唤醒。

    程序框架如下：

（1）配置进入与退出待机模式

（2）编写主函数

    前面介绍待机模式配置步骤时，就已经讲解如何配置。下面我们打开“待机唤醒实验”工程，在 APP 工程组中可以看到添加了wkup.c文件（里面包含了待机模式驱动程序），在 StdPeriph_Driver 工程组中添加了 stm32f10x_pwr.c 库文件。电源系统管理相关操作的库函数都放在stm32f10x_pwr.c 和 stm32f10x_pwr.h 文件中，所以使用到电源系统管理就必须加入 stm32f10x_pwr.c 文件，同时还要包含对应的头文件路径。

    这里我们分析几个重要函数，其他部分程序大家可以打开工程查看。

待机模式配置函数

    要让系统进入待机模式，我们必须对它进行配置。进入待机模式代码如下：

1. /****************************************************************
   5 U5 z8 e& B9 M& T  d  `
2. * 函 数 名 : Enter_Standby_Mode
   
3. * 函数功能 : 进入待机模式
     U7 F+ u* X; y' M
4. * 输 入 : 无
   
5. * 输 出 : 无
   . ~# B/ e/ {% w+ G" D! {% j  p( F
6. *****************************************************************/
   / a6 k! _4 e! l+ M# A
7. void Enter_Standby_Mode(void)
   
8. {
   2 p- ~5 ?! N+ S% O
9.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能 PWR 外设时钟
   
10.   PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 标志
    
11.   PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能唤醒管脚 使能或者失能唤醒管脚功能
    / B3 D* b) b( w7 S+ U' R0 b
12.   PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式
    
13. }

复制代码

) S% e2 y3 _$ z: W% U$ w4 u

   该函数首先使能电源PWR时钟，然后清除唤醒标志位，并使能 WK_UP管脚为唤醒方式，最后进入待机模式。这一过程在前面步骤介绍中已经提了。

主函数

    配置待机模式后，我们就可以编写主函数，代码如下：

1. /****************************************************************
   # S7 i+ H! P# u& g& ~& y3 G
2. * 函 数 名 : main
   2 J- u) O3 a$ c" @- \: r5 P
3. * 函数功能 : 主函数
   3 Q) R& \8 T. i5 s/ U* M. t
4. * 输 入 : 无
   
5. * 输 出 : 无
   
6. *****************************************************************/
   
7. int main()
   3 Y+ h: [( D# Z( M- l$ k
8. {
   + w0 @- J0 V; q. o7 J# `
9.   SysTick_Init(72);
   , U; x( |& N: p' h2 A
10.   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 分2 组
    
11.   LED_Init();
    
12.   USART1_Init(9600);
    9 d" f  m/ M% q
13.   while(1)
    & s0 S0 T- J- F% E' a# ~. T4 T# m$ C
14.   {
    2 J" n; U& j/ e7 E1 E
15.     printf("time: 5\r\n");
    " U- W' l9 J  Q0 d/ `; f
16.     led1=0;
    
17.     delay_ms(1000); //隔 1 秒显示计数
    
18.     printf("time: 4\r\n");
    
19.     led1=1;
    
20.     delay_ms(1000);
    
21.     printf("time: 3\r\n");
    
22.     led1=0;
    2 b8 @4 Y6 p) M7 m& V* j/ U
23.     delay_ms(1000);
    - J9 m  p/ T0 g& E
24.     printf("time: 2\r\n");
    5 L2 N' z0 j/ O' w, ~/ U; P
25.     led1=1;
    
26.     delay_ms(1000);
    : `* |+ W- z+ |7 J8 e1 _
27.     printf("time: 1\r\n");
    2 b# G! w8 J3 j. k. N" [
28.     led1=0;
    
29.     delay_ms(1000);
    
30.     printf("进入系统待机模式\r\n");
    $ F+ c0 b- a- M& Q) B/ ?8 r+ ]" R* ]
31.     Enter_Standby_Mode();
    4 K0 U* O) T7 ?, ^/ w, f: U! L
32.   }
    7 b1 T: P* S5 l" e2 U! H3 v
33. }

复制代码

    主函数实现的功能很简单，首先调用之前编写好的硬件初始化函数，包括
9 u/ r% L  L3 x4 \

SysTick 系统时钟，中断分组，LED 初始化等。然后进入 while 循环，每间隔一秒让 printf 输出一个信息，同时指示灯状态发生变化。倒计 5 秒钟后，调用函数 Enter_Standby_Mode进入待机模式，此时指示灯熄灭。

    将工程程序编译后下载到开发板内，可以看到系统运行时 D1 指示灯不断闪烁，5 秒钟后进入待机模式，此时 D1 指示灯熄灭。当按下 K_UP 按键或复位按键时，待机模式被唤醒，系统重新运行，同时串口打印提示信息。如果想在串口调试助手上看到输出信息，可以打开“串口调试助手”，首先勾选下标号 1 DTR 框，然后再取消勾选。这是因为此串口助手启动时会把系统复位住， 通过 DTR 状态切换下即可。然后设置好波特率等参数后，串口助手上即会收到 printf发送过来的信息。（串口助手上先勾选下标号1 DTR框，然后再取消勾选）如下图所示。

: C: F1 k8 T0 i1 M$ W% P

    实验说明：下载待机唤醒实验程序后，若使用普中 ARM 仿真器下载其他的程序会出现报警，这是因为处于低功耗模式时，所有外设时钟都已关闭，所以需要在下载程序前先复位下系统。

/ v% ~" u/ `4 k& p4 H7 K