十四、STM32-----低功耗
一、电源框图
VDDA 供电区域，主要是 ADC 电源以及参考电压，STM32 的 ADC 模块配备独立的供电方
式，使用了 VDDA 引脚作为输入，使用 VSSA 引脚作为独立地连接，VREF 引脚为提供给 ADC 的
参考电压。
电压调节器是 STM32 的电源系统中最核心部分，连接 VDD 供电区域和 1.8 供电区域。
电压调节器是 STM32 的电源系统中最核心部分，连接 VDD 供电区域和 1.8 供电区域。
VDD供电来自于 VSS 和 VDD，给 I/O 电路以及待机电路供电，电压调节器主要为备份域以及待机电路以外的所有数字电路供电，其中包括内核、数字外设以及RAM，调节器的输出电压约为1.8V，因此由调压器供电的区域称为 1.8V 供电区域。电压调节器根据应用方式不同有三种不同的工作模式。在运行模式下，调节器以正常工作模式为内核、内存和外设提供 1.8V；在停止模式下，调节器以低功耗模式提供 1.8V 电源，以保存寄存器和 SRAM 的内容。在待机模式下，调节器停止供电，除了备用电路和备份域外，寄存器和 SRAM 的内容全部丢失。
电池备份区域也就是后备供电区域，使用电池或者其他电源连接到 VBAT 脚上，当 VDD断电
时，可以保存备份寄存器的内容和维持 RTC 的功能。同时 VBAT 引脚也为 RTC 和 LSE 振荡器
供电，这保证了当主要电源被切断时，RTC 能够继续工作。切换到 VBAT 供电由复位模块中的掉
电复位功能控制。
二、电源管理
电源管理的部分我们要关注低功耗模式，在 STM32 的正常工作中，具有四种工作模式，运
行、睡眠、停止以及待机。当单片机上电运行后，不需要内核继续运行，就可以选择睡眠、停止以及待机三种低功耗模式。
睡眠模式(Cortex™-M3内核停止，所有外设包括Cortex-M3核心的外设，如NVIC、系统时
钟(SysTick)等仍在运行)。
停止模式(所有的时钟都已停止)。
待机模式(1.8V电源关闭)。
2.1、睡眠模式：
立即睡眠 | 在执行 WFI 或 WFE 指令时立即进入睡眠模式。 |
退出时睡眠 | 在退出优先级最低的中断服务程序后才进入睡眠模式。 |
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP = 0 ，然后调用WFI或WFE指令即可进入睡眠模式； 另外若内核寄存器的SLEEPONEXIT=0时，进入“立即睡眠”模式，SLEEPONEXIT=1时，进入“退出时睡眠”模式。 |
唤醒方式 | 如果是使用WFI指令睡眠的，则可使用任意中断唤醒； 如果是使用WFE指令睡眠的，则由事件唤醒。 |
睡眠时 | 关闭内核时钟，内核停止，而外设正常运行，在软件上表现为不再执行新的代码。这个状态会保留睡眠前的内核寄存器、内存的数据。 |
唤醒延迟 | 无延迟。 |
唤醒后 | 若由中断唤醒，先进入中断，退出中断服务程序后，接着执行WFI指令后的程序；若由事件唤醒，直接接着执行WFE后的程序。 |
只需要调用这个函数，选择一下进入模式，中断进入/时间进入。PWR_SLEEPENTRY_WFI: enter SLEEP mode with WFI instructionPWR_SLEEPENTRY_WFE: enter SLEEP mode with WFE instructionHAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry)2.2、停止模式
调压器低功耗模式 | 在停止模式下调压器可工作在正常模式或低功耗模式，可进一步降低功耗 |
FLASH掉电模式 | 在停止模式下FLASH可工作在正常模式或掉电模式，可进一步降低功耗 |
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP =1，PWR_CR寄存器中的PDDS=0，然后调用WFI或WFE指令即可进入停止模式； PWR_CR 寄存器的LPDS=0时，调压器工作在正常模式，LPDS=1时工作在低功耗模式； |
唤醒方式 | 如果是使用WFI指令睡眠的，可使用任意EXTI线的中断唤醒； 如果是使用WFE指令睡眠的，可使用任意配置为事件模式的EXTI线事件唤醒。 |
停止时 | 内核停止，片上外设也停止。这个状态会保留停止前的内核寄存器、内存的数据。 |
唤醒延迟 | 基础延迟为HSI振荡器的启动时间，若调压器工作在低功耗模式，还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间，若FLASH工作在掉电模式，还需要加上FLASH从掉电模式唤醒的时间。 |
用KEY0来进入停止模式，然后使用任意外部中断唤醒。uint8_t KEY0_Scan(void) {static uint8_t key_pressed = 0; if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET) {HAL_Delay(20); if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET && key_pressed == 0) {key_pressed = 1; while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET);printf("按键0触发了，进入停止模式\n"); I2C_Write(0,I2C_Wbuf, strlen((char*)I2C_Wbuf) + 1);HAL_PWR_EnterSTOPMode(1, PWR_SLEEPENTRY_WFI);return 1; }} else {key_pressed = 0;}return 0;}退出停止模式
因为停止模式，会关闭HSE和PLL，所以在退出时，必须重新开启HSE和PLL。void CLK_Resume()
{//使能HSE__HAL_RCC_HSE_CONFIG(RCC_HSE_ON);while(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET){}//使能PLL__HAL_RCC_PLL_ENABLE();while(__HAL_RCC_GET_FLAG(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){} //选择PLL作为系统时钟__HAL_RCC_SYSCLK_CONFIG(RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK);while(__HAL_RCC_GET_SYSCLK_SOURCE() != 0x08 ){}
}void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_2) {CLK_Resume();printf("退出停止模式\n");key_pressed_flag = 1; key_debounce_start = HAL_GetTick(); __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_2); }
}现象：
2.3、待机模式
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP =1，PWR_CR寄存器中的PDDS=1，PWR_CR寄存器中 |
唤醒方式 | 通过WKUP引脚的上升沿，RTC闹钟、唤醒、入侵、时间戳事件或NRST引脚外部复位 |
待机时 | 内核停止，片上外设也停止；内核寄存器、内存的数据会丢失；除复位引脚、 |
唤醒延迟 | 芯片复位的时间 |
唤醒后 | 相当于芯片复位，在程序表现为从头开始执行代码。 |
代码：
GPIO.C
//下述代码实现了，按键1进入待机模式，并且用中断0进行唤醒，唤醒后相当于重新上电。
uint8_t key_pressed_flag = 0;
uint32_t key_debounce_start = 0; void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) //将PA0配置为中断模式
{if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0){HAL_ResumeTick(); //恢复systick中断，否则不能使用HAL_Delayprintf("退出待机模式\n");key_pressed_flag = 1; key_debounce_start = HAL_GetTick(); __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_0); }
}void KEYUP_Scan(void)
{
if (key_pressed_flag == 1) {if (HAL_GetTick() - key_debounce_start > 20) {if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET) {while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET) {if (HAL_GetTick() - key_debounce_start > 1000) {break; }} printf("按键2触发！LED状态已翻转\n"); }key_pressed_flag = 0; }
}
}
uint8_t KEY1_Scan(void) {static uint8_t key_pressed = 0; if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET) {HAL_Delay(20); if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET && key_pressed == 0) {key_pressed = 1; while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET);printf("按键1触发了,进入待机模式\n"); HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1); //使能唤醒引脚__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(); //进入到待机模式return 1; }} else { key_pressed = 0;}return 0;
}void Key_Process(void)
{KEY1_Scan();KEYUP_Scan();
}
现象：
按完按键1之后，相当于复位，程序从头执行代码。
