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前言7 n# t9 ]7 l p* N. t STM32F411 产品线属于 STM32 Dynamic Efficiency™ 微控制器的一部分。这些器件是高性能 F4 系列的入门级产品,具有动态功耗和处理性能的最佳平衡,并能够在运行、睡眠和停止模式下实现极低功耗。 STM32F411xx 微控制器具有新型的批采集模式 (BAM),为数据批处理进行了功耗优化,将动态效率提升到了一个新的水平。 本应用笔记通过一个用例,指导您在 STM32F411xx 微控制器上实现预期的功耗。还提供了关于如何实现 BAM 的示例。5 T0 ]0 F; o2 x c6 P( U' D3 J 本应用笔记中采用 X-CUBE-BAM 固件包。2 ^' d0 B9 B! S. X C4 q `4 U # ^7 a6 W ]8 @( Z& L2 d O 5 m5 m* ^7 ^( X8 L0 t$ L$ f) d6 ^ 1应用概述 本章给出了应用笔记用例概览,详细说明了用户如何实现 BAM,并描述了用例工作中涉及的每个低功耗模式。 1.1 硬件高层描述) H/ I- M, D/ \% k0 ~; m, V7 O0 g3 g 本文档首先说明如何评价不同低功耗模式 (待机、睡眠、停止和低功耗运行)中的功耗,然后重点说明通过使用 BAM 将传感器 (LSM6DS0 MEMS)数据流向 (UP 或 DOWN)传输至主 STM32F411xx 微控制器,来实现明显的功率降低。" u8 x6 f1 X( j& I8 \ 传感器发送的数据通过 I2C 接口接收,利用 DMA 传输至 RAM。经过数据处理后, DMA 将数据流向传到 UART。然后通过 USB 虚拟串口显示出来。 图 1 显示了应用的高层框图。+ [8 o* V0 _0 t* Y @ % a) N5 w" A! n+ r5 J ![]() 4 k# k" w% p5 c! c 注: X-CUBE-BAM 还包括一个基于 LSM303DLH MEMS 和 32F401DISCOVERY 作为传感器的用例。更多详细信息,请参考固件封装,可在项目 /NUCLEO-F411RE/LSM303DLHC 下获取。 1.2 低功耗模式) U% G5 P: B9 x# F/ b; `2 o' b) ] 本章描述了应用中所使用的不同低功耗模式。 • 低功耗运行模式1 m! O+ u1 v7 w/ ]3 u CPU 和一些外设处于运行中。为了进一步降低功耗,不用的 GPIO 被配置为模拟引脚并禁用外设。 7 z; Q3 @' K8 Y3 {8 [9 H • 睡眠模式 这种模式下,仅有 CPU 是停止的,外设保持运行。为了降低功耗,可在进入睡眠模式前关闭闪存。发生中断时,外设能够唤醒 CPU。 : A$ {" \) R0 O2 o V* s% M9 L • 停止模式3 r: Z) L% G' l$ W+ j9 q# A6 m CPU 处于深度睡眠模式 (DeepSleep mode)。除了 RTC,所有外设都禁用。通过发出中断来退出停止模式。 • 待机模式 这种模式下,功率仅用于维持 RTC 寄存器。器件被 WKUP 脚上的上升沿 (产生系统复位)唤醒。 注: 更多关于低功耗模式的详细信息,请参考 STM32F411xx 数据手册。9 |6 H. l* f. P; W2 [ 1.3 批采集模式 (BAM)% A5 j6 a# L' x' W& Z' r 1.3.1 原理 s$ q. r8 j+ ^ 批采集模式 (BAM)可优化数据批处理的功耗。 它可通过通信外设交换大量数据,同时器件的其它部分 (包括 CPU)可处于省电模式:( p: c7 \! e C8 N • 只使能所需要的 DMA 数据流,并将来自通信接口的数据传输到内部 RAM。 1 {: e! w s1 W: p( i6 q+ l8 V • 从 RAM 执行程序允许关闭闪存和停止 Flash 接口时钟。 • MCU 内核处于睡眠模式,等待中断 / 事件将其唤醒。 1.3.2 BAM 用例! {: u, `8 N! Y 图 2 显示了应用笔记用例高层框图的一部分。它描述了 BAM 涉及的不同外设及其功率状态(低功耗或激活的)。 事实上,数据接收过程中,只有 DMA stream0、 I2C1 和 SRAM 是激活的。 MCU 内核处于睡眠模式且闪存停止,直至完成 DMA 传输。* n( P/ a: I G& j$ [7 n M ![]() - E- ]- D6 Y6 {) V' ^# d( v! P4 ]5 ~ 5 f) k; V2 J5 V( s# J0 g 1.3.3 如何实现 BAM, N/ j8 W7 b/ _ l 当 BAM 使能时,通过设置 PWR_CR 寄存器的 FMSSR 和 FISR 位来关闭闪存。从闪存执行程序时不能设置这些位。这可以通过从RAM执行一个特殊程序来实现(具体描述请参见图 3,图 4 和图 5)。 可采用 3 种方法来实现 BAM。每种方法都取决于用户应用:% B, P" g9 z" R1 U! x • 从 RAM 执行中断 z: x$ I; u8 r( f • 从闪存执行中断/ E$ Y2 ~5 d( m4 w- U+ l# |$ q • 利用事件来唤醒 CPU 从 RAM 执行中断 应用笔记用例中采用此方法 (参见图 3)。中断将器件从睡眠模式中唤醒。因此用户应用必须将所需 ISR 和向量表存储在 RAM 中,以便在中断发生时能够立即从 RAM 中执行。& T* b: G4 y" A ![]() - n: J. Y# z5 H9 J. h, K( \6 F 从闪存执行中断 这种方法里,闪存停止,必须禁用所有中断,直至闪存再次使能 (参见图 4)。 ' ]+ l3 T8 h$ F F1 C- y; K6 ~0 {% k( e ![]() 9 {# l8 f& ^1 l8 R 利用事件唤醒 CPU 此方法利用事件而不是中断将 CPU 从睡眠模式中唤醒 (参见图 5)。 ![]() BAM 实现方法总结/ o% t8 T+ Z$ g o; I" X2 e ![]() & f2 n+ ~; b- U5 Z3 q 完整版请查看:附件 |
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