STM32F4—电源管理器

Power supply schemes

Power supply supervisor

Internal reset ON

        有PDR_ON pin的MCU，PDR_ON pin被拉高的时候电源监视器被使能。没有PDR_ON pin的MCU默认一直使能。

        内部集成了power-on reset (POR) / power-down reset (PDR)

POR（上电复位）：当设备从断电状态接通电源时，POR电路会检测电压上升，并生成一个复位信号，确保芯片在电压稳定前保持复位状态，避免因电压不稳定导致的错误操作。

PDR（掉电复位）：当电源电压异常下降（如突然断电）时，PDR电路会强制设备复位，防止电压不足时出现不可预测的行为。

Brownout Reset (BOR)（欠压复位）

        当电源电压暂时跌落（但未完全断电，例如电压波动）并低于某个阈值时，BOR电路会触发复位。这避免了设备在电压不足时运行异常（如程序跑飞、数据错误）。

        上电的时候，POR/PDR激活，保证MCU在达到1.8V上电。当达到 1.8 V的 POR 阈值水平后，选项字节加载过程开始，确认、修改默认的 BOR阈值水平，或者永久禁用 BOR。STM32F407ZG提供三个 BOR 阈值。

        当电压低于阈值的时候，系统处于复位模式。

        MCU里有一个programmable voltage detector (PVD)，当VDD/VDDA低于或者高于PVD阈值的时候会产生一个中断。中断服务程序可以产生一个警告信息让MCU进入安全状态。PVD由软件使能。

Internal reset OFF

        关闭内部reset时，需要一个外部电压监视器，当供电电压低于VDD时，保证MCU进入复位模式。

        当VDD低于1.8V时，MCU保持复位状态（硬件强制复位）。当运行温度在0~70°C时阈值可能会降至1.7V。

        当内部的reset关闭之后，POR、PDR、BOR、PVD都会失能。并且VBAT 功能已不可用，VBAT 引脚应连接至VDD。这样做的优点是可以将系统的功耗降低。

         芯片的内部复位功能被关闭（如通过选项字节禁用BOR/PDR），此时仅依赖外部复位电路或手动控制。

Voltage regulator mode

电压管理器有四种模式

        Regulator ON打开时，主管理器模式(MR)、低功耗模式(LPR)、Power-down下电和Regulator OFF。

Regulator ON

MR是标准的管理模式，在此模式下，综合考虑最大频率和动态功耗对电压进行比例缩放。

LPR 被用在stop模式下，LP regulator mode由软件配置

Power-down用于Standby模式，只有进入Standby模式是才会被激活。调节器输出处于高阻抗状态，内核电路断电，从而实现零功耗。寄存器和SRAM将被复位。

Regulator OFF

当管理器被关闭的时候，需要一个外部电压V12为VCAP_1 and VCAP_2供电。由于内部电压缩放不由内部管理，因此外部电压值必须与目标最大频率相匹配。

        VCAP_1 and VCAP_2供电1.14V是最大频率144Mhz，VCAP_1 and VCAP_2供电1.2V最大频率168Mhz。 

Regulator OFF 时VCAP_1 and VCAP_2的两个2.2uF的电容替换成两个100nf电容。 

        当调节器处于关闭状态时，V12将不再进行内部监控。此时应使用外部电源监控器来监控逻辑电源域的 V12。为此，应使用 PA0 引脚，并将其用作 V12 电源域的上电复位信号。

当调节器处于关闭状态时：

1、PA0不能被当做GPIO使用，它直接控制 V12 逻辑电源域（V12 logic power domain） 的复位功能，且该电源域 不受 NRST 主复位引脚控制。

2、PA0为低电平的时候，，芯片在 上电复位（Power-On Reset, POR）期间会禁用DEBUG模式。因此，若需支持 复位期间（或复位前）的调试连接，必须对 PA0 和 NRST 引脚进行独立管理。

3、standby不可用

管理器关闭的时候需要考虑一下几点：

        VDD必须高于VCAP_1 and VCAP_2，避免电流倒灌，电流从 VCAP 引脚反向流入 VDD 电源域，损坏内部电路。

        如果VCAP_1 and VCAP_2达到V12最小值的时间快于VDD达到1.8V的时间。PA0会保持低电平，直到VDD和VCAP_1 and VCAP_2达到各自的最小值。        

        如果VCAP_1 and VCAP_2达到V12最小值的时间慢于VDD达到1.8V的时间。需通过外部强制拉低 PA0引脚来确保芯片安全初始化 

当系统满足以下两个条件时，PA0引脚必须复位：

VCAP_1/VCAP_2电压 < V12最小值（如1.2V）

VDD电压 > 1.8V（保持有效供电）