LPUART 唤醒STOP MODE 下的MCU

前言
      在很多低功耗应用中都需将MCU 进入STOP MODE 以节省更多的功耗,但是在以前的架构中,如果要达到这种应用,只能在进入低功耗模式之前将串口的管脚设置成普通的GPIO 的中断模式,虽然也可
以达到效果,但是这样会丢失第一个字节.所以我们现在可以使用新的LPUART,这样不仅可以把MCU 从STOP mode 下,还可以不丢失第一个数据,但是还是有一定限制和使用方法的.下面我们将详细介绍一下。


1.使用不同时钟下LPUART 的方法



1.1 使用LSE 的LPUART
      首先我们先介绍一下使用LSE 下的LPUART,这个相对简单了,因为LSE 只有32.768Khz,LPUART 的波特率最大也只能到9600,速度下来了,自然就没有那么多问题了.


1.2 使用HSI16 的LPUART
     在使用HSI16 作为LPUART 的时钟,这样波特率就可以上升很多,这样就会产生一个限制问题,高速的波特率与LPUART 的唤醒时间差的问题.我们以STM32L431 作为例子,他的LPUART 唤醒时间如
下 :
     以下我们以某客户作为例子,他们反映,LPUART 在576000 时唤醒会丢失字节.我们来详细分析一下这些情况.

如果应用是在STOP MODE 1/2 下,则需要等待8.5uS,但是实际上,串口通信是异步的,并不会等等待,不想IIC 有始终延展功能.这时候我们需要做的就是在这样情况下,串口的最大波特率.
      首先我们需要需要以下两个参数 :
tWULPUART (wakeup time from Stop mode),这个可以从数据手册上查询.(如上表)
LPUART 接收的允许公差(如下表)


下面我们以8bit ,1STOP,BRR ≥4096,STOP2 mode作为例子:
      首先我们可以通过上表”Table 165: Tolerance of the LPUART receiver when BRR[3:0] is different from 0000”得出LPUART在这情况下的接收容差是4.42%.
      容错公式为 : DTRA + DQUANT + DREC + DTCL + DWU < USART
                DTRA: 预期发送的容错率(这个包含发射器本身振荡器的偏差)
                DQUANT: 波特率接收的错误率
             DREC: 接收晶体的偏差
             DTCL: 发送的偏差率 (一般都是发送器采用不对称的上升沿和下降沿时序)
                DWU :是从stop mode 下唤醒后采样点的偏差而导致的错码率.
      为了更容易计算,我们简化一下公式,假设DTRA,DQUANT,DREC和DTCL为0%,所以DWU是4.42%,为了更准确,我还要考虑晶体的误差,我们使用的HIS误差是1%, tWULPUART = 8.5uS(这里采用的是STOP2):
                DREC + DWU < LPUART
                =>1% + DWU <4.42%
                =>DWU<3.42%
               因为我们这里采用的是8bit ,1stop,所以 :
               M[1:0] = 00 :
               DWU = tWUUSART/(10 × Tbit )
               Tbit min = 8.5us/( 10* 3.42%)
               Tbit min = 24.8us
      所以在这个条件下最大的波特率是1/24.8us,即要小于40.3K的波特率.我们客户使用的是576000的波特率显然会丢失第一个字节,当修改为19200后,问题就解决了.