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嵌入式学习日记

news 2025/9/7 9:25:47

PWR

PWR简介
PWR(Power Control)电源控制
PWR负责管理STM32内部的电源供电部分，可以实现可编程电压监测器和低功耗模式的功能
可编程电压监测器（PVD）可以监控VDD电源电压，当VDD下降到PVD阀值以下或上升到PVD阀值之上时，PVD会触发中断，用于执行紧急关闭任务
低功耗模式包括睡眠模式（Sleep）、停机模式（Stop）和待机模式（Standby），可在系统空闲时，降低STM32的功耗，延长设备使用时间

电源框图

上电复位和掉电复位

可编程电压检测器

低功耗模式

模式选择
执行WFI（Wait For Interrupt）或者WFE（Wait For Event）指令后，STM32进入低功耗模式

睡眠模式
执行完WFI/WFE指令后，STM32进入睡眠模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行
SLEEPONEXIT位决定STM32执行完WFI或WFE后，是立刻进入睡眠，还是等STM32从最低优先级的中断处理程序中退出时进入睡眠
在睡眠模式下，所有的VO引脚都保持它们在运行模式时的状态
WFI指令进入睡眠模式，可被任意一个NVIC响应的中断唤醒
WFE指令进入睡眠模式，可被唤醒事件唤醒

停止模式
执行完WFI/WFE指令后，STM32进入停止模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行
1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来
在停止模式下，所有的IO引脚都保持它们在运行模式时的状态
当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI被选为系统时钟
当电压调节器处于低功耗模式下，系统从停止模式退出时，会有一段额外的启动延时
WFI指令进入停止模式，可被任意一个EXTI中断唤醒
WFE指令进入停止模式，可被任意一个EXTI事件唤醒

待机模式
执行完WFI/WFE指令后，STM32进入待机模式，唤醒后程序从头开始运行
整个1.8V供电区域被断电，PLL、HSI和HSE也被断电，SRAM和寄存器内容丢失，只有备份的寄存器和待机电路维持供电
在待机模式下，所有的IO引脚变为高阻态（浮空输入）
WKUP引|脚的上升沿、RTC闹钟事件的上升沿、NRST引脚上外部复位、IWDG复位退出待机模式

WDG

WDG简介
WDG(Watchdog）看门狗
看门狗可以监控程序的运行状态，当程序因为设计漏洞、硬件故障、电磁干扰等原因，出现卡死或跑飞现象时，看门狗能及时复位程序，避免程序陷入长时间的罢工状态，保证系统的可靠性和安全性
看门狗本质上是一个定时器，当指定时间范围内，程序没有执行喂狗（重置计数器）操作时，看门狗硬件电路就自动产生复位信号
STM32内置两个看门狗 独立看门狗（IWDG）：独立工作，对时间精度要求较低 窗口看门狗（WWDG）：要求看门狗在精确计时窗口起作用

IWDG框图：

IWDG键寄存器
键寄存器本质上是控制寄存器，用于控制硬件电路的工作
在可能存在干扰的情况下，一般通过在整个键寄存器写入特定值来代替控制寄存器写入一位的功能，以降低硬件电路受到干扰的概率

IWDG超时间

WWDG框图

WWDG工作特性
递减计数器T[6:0]的值小于0x40时，WWDG产生复位
递减计数器T[6:0]在窗口W[6:0]外被重新装载时，WWDG产生复位
递减计数器T[6:0]等于0x40时可以产生早期唤醒中断（EWI），用于重装载计数器以避免WWDG复位
定期写入WWDG_CR寄存器（喂狗）以避免WWDG复位

WWDG超时时间

IWDG和WWDG对比

FLASH

FLASH简介
STM32F1系列的FLASH包含程序存储器、系统存储器和选项字节三个部分，通过闪存存储器接口（外设）可以对程序存储器和选项字节进行擦除和编程
读写FLASH的用途：利用程序存储器的剩余空间来保存掉电不丢失的用户数据通过在程序中编程（IAP），实现程序的自我更新
在线编程(In-Circuit Programming一ICP）用于更新程序存储器的全部内容，它通过JTAG、SWD协议或系统加载程序（Bootloader）下载程序
在程序中编程(In-Application Programming-IAP)可以使用微控制器支持的任一种通信接口下载程序
闪存模块组织

FLASH基本结构

FLASH解锁
FPEC共有三个键值：
                RDPRT键=OxO0OOOOA5
KEY1=0x45670123
KEY2=OxCDEF89AB
解锁：
                复位后，FPEC被保护，不能写入FLASH_CR
在FLASH_KEYR先写入KEY1，再写入KEY2，解锁
错误的操作序列会在下次复位前锁死FPEC和FLASH_CR
加锁：
                设置FLASH_CR中的LOCK位锁住FPEC和FLASH_CR

使用指针访问存储器：
使用指针读指定地址下的存储器：
                uint16_t Data = *((__IO uint16_t *)(0x08000000));
使用指针写指定地址下的存储器：
                *((__IO uint16_t *)(0x08000000)) = 0x1234;
其中：
                #define __IO volatile

程序存储器编程

程序存储器页擦除

程序存储器全擦除

选项字节
RDP：写入RDPRT键（0x000000A5）后解除读保护
USER：配置硬件看门狗和进入停机/待机模式是否产生复位
Data0/1：用户可自定义使用
WRP0/1/2/3：配置写保护，每一个位对应保护4个存储页（中容量）

选项字节编程
检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的编程操作
解锁FLASH_CR的OPTWRE位
设置FLASH_CR的OPTPG位为1
写入要编程的半字到指定的地址
等待BSY位变为O
读出写入的地址并验证数据

选项字节擦除
检查FLASH_SR的BSY位，以确认没有其他正在进行的闪存操作
解锁FLASH_CR的OPTWRE位
设置FLASH_CR的OPTER位为1
设置FLASH_CR的STRT位为1
等待BSY位变为0
读出被擦除的选择字节并做验证

器件电子签名
电子签名存放在闪存存储器模块的系统存储区域，包含的芯片识别信息在出厂时编写，不可更改，使用指针读指定地址下的存储器可获取电子签名
闪存容量寄存器：
                基地址：0x1FFF F7E0
大小：16位
产品唯一身份标识寄存器：
                基地址：0x1FFF F7E8
大小：96位