1 NUCLEO-WBA65RI低功耗模式介绍

NUCLEO-WBA65RI 开发板搭载的是 STM32WBA65PI 超低功耗 MCU，该芯片的低功耗模式主要有睡眠模式、停止模式和待机模式，具体介绍如下：

睡眠模式 ：这是较浅的低功耗模式。在此模式下，CPU 内核时钟停止，Cortex-M 核停止运行，但像 GPIO、UART、SPI、定时器等所有外设的时钟仍然处于运行状态，代码执行也会立即暂停。进入方式是调用 __WFI()（等待中断）指令或者 __WFE()（等待事件）指令，可通过任何 NVIC 中断或事件（如果是通过 WFE 进入）进行唤醒，唤醒时间极短。

停止模式 ：属于深度睡眠模式，此模式下关闭所有时钟，内核和全部外设均停止工作，不过 SRAM 和寄存器内容会完整保留，GPIO 引脚也会保持进入停止模式前的状态。可以通过配置电源控制寄存器（PWR_CR），并调用 __WFI() 或 __WFE() 进入该模式。其唤醒方式包括特定的外部中断、RTC 闹钟、独立看门狗等，唤醒后，MCU 按照进入停止模式前的时钟配置重启，程序从停止处继续运行。

待机模式 ：该模式是最深的低功耗模式，此时会关闭电压调节器，导致内核电压域完全断电，SRAM 和寄存器内容基本会丢失，所有时钟停止，大部分 GPIO 引脚变为高阻态。进入待机模式需要通过配置电源控制寄存器（PWR_CR），再调用 __WFI() 或 __WFE()。其唤醒方式有 NRST 引脚外部复位、特定的 WKUP 唤醒引脚、RTC 闹钟事件、独立看门狗复位等，唤醒后相当于硬件复位，MCU 要从复位向量处重新开始执行程序。

stop2 模式 ：这是 STM32WBA6 系列特有的停止模式，相比传统的停止模式进一步优化了功耗，当实时时钟开启时，stop2 模式仅消耗 5μA 电流，能为设备在运行状态和待机状态之间，提供了全新的中间状态选择。

上述几种模式的功耗随着外设的配置和使用有比较大的差别，本次评测主要对比工作和最低的standby待机模式，可以看到变化很大。其中stop2模式基本停止，工作，这个需要外部来重新启动。

2 低功耗模式的测量

采用如下的连接方法，就是从JP2连接一个电流表就可以读取电流，经过LDO的电压是稳定在3.30V，所以采用电流测量可以对应于功耗测量。

NUCLEO-WBA65RI 开发板通过跳线（JP2） 连接主芯片（STM32WBA65PI）的供电回路。移除该跳线后，将电流表（或切换至电流测量模式的万用表）接入原跳线位置，即可让电流表与芯片的供电回路 “串联”。这样一来，就能直接测量芯片在运行过程中（包括 Stop2、待机等低功耗模式）的实时电流消耗。

确保 SB1 处于 “ON（导通）” 状态*：

SB1 是开发板上的 solder bridge（焊桥，一种小型可配置连接点），用于控制芯片的主供电回路。当 SB1 导通时，电源才能通过 JP2（即接入电流表的位置）为芯片供电；若 SB1 断开（OFF），芯片供电回路会中断，无法测量到电流。

1. 先断开板载电源 ：拔掉所有外部供电，避免更换跳线时发生短路。
2. 移除 JP2 跳线 ：在开发板上找到 JP2，轻轻拔出其塑料跳线帽。
3. 连接电流表 ：
   • 将电流表 / 万用表调至直流电流模式 （根据预期电流选择量程：例如 Stop2 和standby模式选 “200μA” 量程，活跃模式选 “200mA” 量程）。
   • 用两根跳线（或带针脚的测试线），一端连接电流表的 “电流输入端子”（通常标有 “mA”/“A”），另一端接 JP2 的其中一个引脚；再将电流表的 “公共端子”（标有 “COM”）通过另一根线连接到 JP2 的另一个引脚。
5. 为开发板上电 ：重新连接供电电源（通过 ST-LINK 接口接入 USB，这是芯片的主供电方式），此时电流表将显示芯片实时的电流消耗。

3 实际代码和测量结果

3.1 这里先使用standby代码如下

int main(void)
{
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  BSP_LED_Init(LD1);
  BSP_LED_Init(LD3);
  MX_GPIO_Init();
  MX_ICACHE_Init();
  MX_RTC_Init();
  SystemPower_Config();
 /* Clear DBGMCU_SCR_DBG_STANDBY  flag */
  CLEAR_BIT(DBGMCU->SCR, DBGMCU_SCR_DBG_STANDBY);

 /* Check and handle if the system was resumed from StandBy mode */
  if(__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_SBF) != RESET)
  {
    /* Clear Standby flag */
    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SBF);
  } 

  /* Insert 5 seconds delay */
  HAL_Delay(5000);
  /* Enable wakeup line 7 for RTC */
  HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN7_HIGH_3);
  HAL_RTCEx_DeactivateWakeUpTimer(&hrtc);

  /* Clear all related wakeup flags */
  __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_WAKEUP_ALL_FLAG);

  if (HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&hrtc, 0xFFFF, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16, 0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* Enter the Standby mode */
  HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();

  /* Program should never reach this point (program restart when exiting from standby mode) */
  Error_Handler();
  while (1)
  {
  }

}

3.2 本代码使设备进入待机模式（Standby Mode），并通过外部复位或 RTC（实时时钟）唤醒定时器将设备从该模式唤醒。

在配套软件中，系统核心配置与运行流程如下：

时钟与定时配置 ：

• 系统时钟设定为 100MHz，SysTick（系统滴答定时器）配置为每 1 毫秒产生一次中断。
• 默认使用内部低速时钟（LSI）作为 RTC 的时钟源，且 RTC 唤醒事件已在内部完成连接。

待机与唤醒时序 ：

• 系统上电后，会在 5 秒后自动进入待机模式。
• RTC 唤醒功能已预先配置：进入待机模式约 33 秒后，RTC 会产生一个上升沿中断，将设备从待机模式唤醒。
• 选择 “33 秒” 这一时长，是为了确保设备在待机模式下的电流能稳定降至最低工作水平，便于准确测量功耗（开启 RTC 功能时的待机电流可在此期间测量）。

唤醒后行为 ：从待机模式唤醒后，程序执行会像经历软件复位（RESET）一样重新开始。

LD1 和 LD3 两个 LED 灯来直观显示系统当前状态，对应关系如下：

• LD3 常亮 ：系统配置失败（此时程序会进入无限循环，无法正常运行）。
• LD1 闪烁 ：系统处于运行模式（Run Mode）。
• LD1 熄灭 ：系统处于待机模式（Standby Mode）。

上述 “上电→运行→待机→唤醒→重新运行” 的流程无限循环执行。

3.3 演示在正常时7.8mA

进入低功耗小于0.01mA

实际切换到uA档，读数2.9uA，比标称的数据还要小。

综合起来这次低功耗测试的结果显示，效果非常明显。