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STM32心得:低功耗待机唤醒实验

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STMCU小助手 发布时间:2022-11-20 15:53
主要内容:
1) STM32低功耗模式讲解;
2) 寄存器和库函数配置;
3) 实验代码解读。
实验功能:针对GPIOA,引脚0,启动后系统进入待机模式,长按3秒待机唤醒,LED0和LED1闪烁,长按3秒进入待机模式,LED0和LED1灭。

1. 待机唤醒
很多单片机有低功耗模式,STM32也不例外。在系统或者电源复位后,微控制器处于运行状态之下,HCLK为CPU提供时钟,内核执行代码。当CPU不需要继续运行时,可以利用多种低功耗模式来节省功耗,例如等待某个事件触发。

2. 低功耗模式:
2.1 睡眠模式:内核停止,外设如NVIC,系统时钟Systick仍运行;
2.2 停止模式:所有时钟都已停止。1.8V内核电源工作。PLL,HIS和HSE RC振荡器功能禁止。寄存器和SRAM内容保留;
2.3 待机模式:1.8V内核电源关闭。只有备份寄存器和待机电路维持供电。寄存器和SRAM内容全部丢失。实现最低功耗。
功耗消耗排序:睡眠模式>停止模式>待机模式(功耗消耗最低)
2.4 运行模式下降低功耗的办法:
2.4.1 降低系统时钟;
2.4.2 关闭APB和AHB总线上未被使用的外设时钟。

20200518100102494.png

用户可根据电源消耗,最快启动时间和可用的唤醒源等条件,选择一种最佳的低功耗模式。

3. STM32的待机模式


20200518100213879.png
待机模式理想状态下,只需要2uA电流。停机模式下典型电流为20uA。

4. 相关寄存器
4.1 PWR_CR电源控制寄存器:

20200518100340920.png

4.1.1 设置PDDS位进入深度睡眠时进入待机模式;
4.1.2 设置CWUF位,清除之前的WUF唤醒位。
4.2 PWR_CSR电源控制/状态寄存器:

20200518100440476.png

4.1.1 设置EWUP,使能WKUP引脚用于待机模式唤醒;
4.1.2 WUF唤醒标志,用来判断是否发生唤醒事件。

5. 相关库函数
5.1 官方文件为stm32f10x_pwr.c / stm32f10x_pwr.h;
5.2 主要库函数:

  1. voidPWR_EnterSTOPMode();                           //进入停机模式
  2. voidPWR_EnterSTANDBYMode(void);                    //进入待机模式
  3. void PWR_WakeUpPinCmd(FunctionalState NewState);   //使能Wakeup引脚唤醒
  4. FlagStatus PWR_GetFlagStatus(uint32_t PWR_FLAG);
  5. void PWR_ClearFlag(uint32_t PWR_FLAG);
复制代码

6. 待机唤醒配置步骤:
6.1 使能电源时钟。因为要配置电源控制寄存器,所以必须先使能电源时钟:

  1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
复制代码

6.2 设置WK_UP引脚作为唤醒源。设置PWR_CSR的EWUP位,使能WK_UP用于将CPU从待机模式唤醒:

  1. PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);  //使能唤醒管脚功能
复制代码

6.3 设置SLEEPDEEP位,设置PDDS位,执行WFI指令,进入待机模式:

  1. void PWR_EnterSTANDBYMode(void);
复制代码

7. 程序思路
7.1 在待机模式下,WKUP用来唤醒。按下WKUP,就会从待机模式唤醒;
7.2 正常情况下(没有进入低功耗模式),WKUP是可以作为正常的输入口,或者中断触发引脚来使用。

8. 相关实验代码解读
8.1 wkup.h头文件代码

  1. #ifndef __WKUP_H
  2. #define __WKUP_H  
  3. #include "sys.h"         
  4. #define WKUP_KD PAin(0)        //位带操作,WKUP_KD对应GPIOA_IDR的0位//
  5. //三个函数//
  6. u8 Check_WKUP(void);           //检测WKUP脚的信号,返回u8格式数据//
  7. void WKUP_Init(void);          //PA0 WKUP唤醒初始化//
  8. void Sys_Enter_Standby(void);  //系统进入待机模式//
  9. #endif
复制代码

8.2 wkup.c文件代码解读

  1. #include "wkup.h"
  2. #include "led.h"
  3. #include "delay.h"
  4. //待机唤醒配置函数//  
  5. void Sys_Standby(void)
  6. {  
  7. //第一步,使能PWR外设时钟//
  8. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
  9. //第二步,设置PWR_CSR的EWUP位,使能WK_UP用于将CPU从待机模式唤醒//
  10. PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);  
  11. //第三步,进入待机模式//
  12. PWR_EnterSTANDBYMode();      
  13. }
  14. //系统进入待机模式//
  15. void Sys_Enter_Standby(void)
  16. {   
  17. RCC_APB2PeriphResetCmd(0X01FC,DISABLE);    //复位所有IO口
  18. Sys_Standby();
  19. }
  20. //检测WKUP脚的信号,纯C语言//
  21. //返回值1:连续按下3s以上;0:错误的触发//
  22. u8 Check_WKUP(void)
  23. {
  24. u8 t=0;                                    //记录按下的时间//
  25. LED0=1;                                    //LED0灭//
  26. LED1=1;                                    //LED1灭//
  27. while(1)
  28. {
  29.   if(WKUP_KD)                               //WK_UP按键对应PA0,即按下时为高电平//
  30.   {
  31.    t++;                                     //已经按下了//
  32.    LED0=!LED0;
  33.    LED1=!LED1;
  34.    delay_ms(30);   
  35.    if(t>=100)                               //按下超过3秒钟//
  36.    {
  37.     LED0=0;                                 //LED0亮//
  38.     LED1=0;                     
  39.     return 1;                               //按下3s以上了//
  40.    }
  41.   }else
  42.   {
  43.    LED0=1;                                  //LED0灭//
  44.    LED1=1;                                  //LED0灭//
  45.    return 0;                                //按下不足3秒//
  46.   }
  47. }
  48. }
  49. //编写外部中断服务函数//
  50. void EXTI0_IRQHandler(void)                 //因为检测PA0,所以用EXTI0//
  51. {                           
  52. EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);        //清除LINE0上的中断标志位//   
  53. if(Check_WKUP())                           //检查WK_UP是否按下3s以上//
  54. {   
  55.   Sys_Enter_Standby();                      //按下3s以上,系统进入待机模式//
  56. }
  57. }
  58. //编写WK_UP初始化函数//
  59. void WKUP_Init(void)
  60. {
  61. GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;      
  62. NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
  63. EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;
  64. //使能GPIOA和复用功能时钟//
  65. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  66. //GPIOA,引脚0配置//
  67. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0;                     //GPIOA,引脚0//
  68. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPD;                 //上拉输入//
  69. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      
  70. //使用外部中断方式//
  71. GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);  //中断线0连接GPIOA.0//
  72. EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;                   //设置按键所有的外部线路//
  73. EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;          //中断模式//
  74. EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;       //上升沿触发//
  75. EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                    //使能//
  76. EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
  77. //中断优先级初始化//
  78. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;             //使能按键所在的外部中断通道//
  79. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;    //先占优先级2级//
  80. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;           //从优先级2级//
  81. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;              //使能外部中断通道//
  82. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  83. if(Check_WKUP()==0) Sys_Standby();                         //不是开机,进入待机模式//
  84. }
复制代码

8.3 main.c文件代码

  1. #include "led.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "sys.h"
  4. #include "usart.h"  
  5. #include "wkup.h"
  6. int main(void)
  7. {  
  8. delay_init();                                   //延时函数初始化   
  9. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组为组2//
  10. uart_init(115200);                              //串口初始化为115200
  11. LED_Init();                                     //LED端口初始化
  12. LED0=0;
  13. LED1=0;
  14. delay_ms(500);  
  15. WKUP_Init();                                    //待机唤醒初始化  
  16. while(1)
  17. {
  18.   LED0=!LED0;
  19.   LED1=!LED1;
  20.   delay_ms(1000);
  21. }
  22. }
复制代码

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版权声明:天亮继续睡


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