超低功耗研发-STM32L151C8T6芯片（二）低功耗模式

    默认情况下，系统复位后，控制器运行在RUN模式，在RUN模式下，CPU的时钟是由HCLK提供，如果CPU不需要一直保持运行 状态，是可以设置控制器为其他几种低功耗模式，比如，当控制器需要等待一个 外部中断事件时。这取决于用户选择合适的工作模式。

    该芯片具有5中低功耗模式：

    ①  低功耗运行模式：低功耗运行模式：适配器处于低电压模式，时钟频率限制在低频，部分外围的使用也受限。

    ②  睡眠模式：Cortex-M3内核停止，外围器件保持运行状态，比如RTC一直运行。

    ③ 低功耗睡眠模式：Cortex-M3内核停止，时钟频率受限（降频），部分外围运行，电源适配器处于低功耗模式，RAM断电，Flash停止。

    ④  停止模式：所有的时钟停止，电源低功耗运行。

    ⑤  待机模式：内核断电。

另外：在正常运行模式下，功耗也可以通过下面的方式降低：

•  降低时钟频率。
• 外围不使用的时候，APBx和AHBx外围的时钟降低。

其实这个貌似用途反而不大，可以考虑不降频，缩短整个程序运行时间，然后快速进入低功耗模式。

  

   低功耗模式下的时钟特征

    APB外设和DMA时钟是可以通过软件关闭的。

一、睡眠和低功耗睡眠模式下的时钟表现

     睡眠和低功耗睡眠模式下，CPU内核时钟停止。 睡眠模式下，内存接口时钟和其他所有外围的时钟可以通过软件设定停止。低功耗 睡眠模式下，内存接口时钟停止，而且RAM处于掉电模式，AHB-APB总线时钟被 硬件停止（前提是连接的外围器件也停止）

二、停止和待机模式下的时钟特点

    系统时钟和所有的告诉时钟停止：

• PLL停止。
• HIS时钟源停止。
• HSE时钟源停止。
• MSI时钟源也停止。

    当stop模式被中断打断跳出时，或者待机模式被reset打断跳出时，MSI时钟会被自动选择作为系统时钟。当设备从stop模式跳出后，之前的MSI配置信息保持，当设备从待机模式跳出时，定时值会被复位为默认的2MHz。

三、外围时钟选通。

    在RUN模式下，HCLK和PCLKx对应的独立外围设备和内存设备可以在任何时间设定停止，以便降低 功耗。

   在sleep模式下，通过执行WFI或者WFE指令设定外围时钟停止，可以进一步降低功耗。

   外围时钟的选通控制是通过AHB时钟使能寄存器（RCC_AHBENR）、APB2时钟使能 寄存器（RCC_APB2ENR）、APB1时钟使能寄存器（RCC_APB1ENR）

    睡眠模式下，通过reset寄存器RCC_AHBLPENR和RCC_APBxLPENR的同步位，实现自动关闭外围时钟的功能。

四、睡眠模式

      （1） 如何进入睡眠模式

       进入睡眠模式，需要执行WFI（wait for interrupt）或WFE（wait for event）指令。这两种指令都是对SLEEPONEXIT位进行配置实现的。

    sleep- now：一旦执行了WFI或WFE，（立刻睡眠）如果SLEEPONEXIT位被清除，MCU进入sleep模式。

   sleep-on-exit：如果SLEEPONEXIT位置1，如果退出ISR，MCU进入sleep模式。

    在睡眠模式下，所有的I/O口，都保持与RUN模式相同的状态。

     （2）如何退出睡眠模式

      如果通过WFI指令进入睡眠 模式，任何的外围设备的中断都能实现唤醒设备。

     如果通过WFE执行进入睡眠模式，MCU通过“事件”出现唤醒，这个唤醒的时间包括：

       ① 使能一个外围控制中断，但是不在NVIC中， 使能SEVONPEND位，外围中断挂起位 和 外围NVIC IRQ通道挂起位清除。

       ② 配置一个外部或者内部的EXTI Line作为事件模式，当CPU从WFE唤醒，不必要清除外围中断位，或者NVIC IRQ通道挂起位。

      睡眠模式进入/退出总结：

 

五、低功耗睡眠模式

    （1）如何进入 低功耗睡眠模式

        进入低功耗睡眠模式，需要配置电压适配器到低功耗模式，同时配合执行WFI或WFE指令。在这种模式下，Flash存储无效，但是RAM存储 有效。

      在这种模式下，系统频率不能超过  f_MSI range1,

     低功耗睡眠模式只有在Vcore是在电压范围2（range2 = 1.5V）才能进入。

     注意：如果APB1时钟频率小于 7倍RTC时钟频率（7*RTCLCK = 7*32.768k = 229376），那么读RTC日历寄存器就需要读2次，如果第2次读取的RTC_TR数值与第一次相同，才能确定读取数据正确， 否则就再读一次。

     有两种方式可以进入低功耗睡眠模式：

     ① 立刻睡眠：如果SLEEPONEXIT位清0，一旦执行WFI或WFE执行，MCU立刻进入低功耗睡眠模式。

     ② 通过事件睡眠：如果SLEEPONEXIT位置1，只有事件的优先级最低，MCU才进入低功耗模式。

    进入 低功耗睡眠模式下的过程如下：

       ① 通过FLASH_ACR寄存器的SLEEP_PD位，关闭Flash，这可以降低功耗，不过也会增加唤醒时间。

       ② IP Clock必须通过RCC_APBxENR和RCC_AHBENR寄存器使能或禁止。

       ③ 系统时钟频率必须降低。

       ④ 通过软件（LPSDSR bit位设定）强制电压适配器处于低功耗模式。

       ⑤ 执行WFI/WFE执行，进入睡眠模式。

   退出低功耗睡眠模式：与 睡眠模式类似。

六、停止模式

    停止模式是一种深度睡眠模式，配合外围时钟选通。电压适配器可以配置为正常或低功耗模式。

    停止模式下，Vcore时钟是停止的，PLL、MSI、HSI、HSE RC是停止的（RTC的时钟没有停止），，内部的SRAM和寄存器目录是保持的。

    为了在Stop模式下得到最低的功耗，内部Flash也要进入低功耗模式，当Flash在power down模式，当从stop模式下唤醒后，会有启动延时。

    为了实现功耗最小化，进入stop模式前，Vrefint、BOR、PVD、温度传感器可以关闭，这些外围也是可以再打开的，当从stop模式退出后，通过PWR_CR寄存器中ULP bit位。

    进入STOP模式：

    

       STOP模式下，下面的外围是可以独立编程的：

      IWDG、RTC、LSI RC振荡器、外部32.768k振荡器。

     STOP 模式退出：

     从stop模式下退出可以通过中断或者wakeup事件，退出后，MSI RC振荡器会被选做系统时钟。