STM32F103---PWR电源管理笔记

• 控制功耗—>电源管理

• 1.1电源监视器
  在stm32芯片内部，用于检测VDD的电压，以实现复位功能和紧急掉电功能

    1.上电复位和掉电复位（POR与PDR）
       当检测到VDD的电压低于阈值VPOR及VPDR时，  芯片自动保持在复位状态；
       电压低于VPOR（约1.92V）--->保持在上电复位状态（POR）--（电压持续上升至大于VPOR ）->芯片开始正常运行--（电压下降至低于VPDR（约1.88V））->进入掉电复位状态（PDR）；
    2.可编程电压检测器PVD
        STM32提供，也是实时检测 VDD电压；
       电压低于编程的VPVD阈值（可通过电源控制寄存器PWR_CSR设置）--->向内核产生一个PVD中断（EXTI16线中断）==》使内核在复位前进行紧急处理；
        使用PVD可配置8个等级。
  

  1.2 STM32的电源系统
  STM32的电源系统主要分为备份域电路、内核电路以及ADC电路三部分；

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   （1）ADC电源及参考电压（VDDA供电区域）
            ADC的独立的电源接口，方便单独滤波，提高转换精度。工作电源使用VDDA引脚输入，VSSA作为独立的地连接，VRED引脚为ADC提供测量使用的参考电压。

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    （2）调压器供电电路（VDD/1.8V供电区域）
          在 STM32 的电源系统中调压器供电的电路是最主要的部分；
          调压器为备份域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，调压器的输出电压约为 1.8V，因而使用调压器供电的这些电路区域被称为 1.8V 域。
            调压器可以运行在“运行模式”、“停止模式”以及“待机模式”。
            在运行模式下， 1.8V 域全功率运行；
            在停止模式下 1.8V 域运行在低功耗状态， 1.8V 区域的所有时钟都被关闭，相应的外设都停止了工作，但它会保留内核寄存器以及SRAM 的内容；
            在待机模式下，整个 1.8V 域都断电，该区域的内核寄存器及SRAM 内容都会丢失(备份区域的寄存器不受影响)。

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      （3）备份域电路（后备供电区域）
            STM32 的 LSE 振荡器、 RTC 及备份寄存器这些器件被包含进备份域电路中；
            可以通过VBAT引脚获取供电电源，实际应用中一般使用3V的纽扣电池供电；
             有一个电源开关结构，它的功能类似双二极管。仅当VDD掉电时，备份域电路由纽扣电池通过VBAT供电，保证电路持续运行，以此保留关键数据。

• 1.3 STM32的功耗模式
  功耗由高到低：运行-》睡眠-》停止-》待机
  上电复位后STM32处于运行状态时，当内核不需要继续运行，可选择进后三种低功耗模式：

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             1.睡眠模式
                     仅关闭内核时钟，内核停止运行，但片上外设、CM3核心的外设还照常运行；
                  两种方式进入睡眠模式：等待“中断”唤醒（WFI）和由“事件”唤醒（WFE）
                   睡眠模式的各种特性：
                     立即睡眠（执行WFI或WFE指令时立即进入睡眠模式）；
                     退出时睡眠（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（1.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；2.内核寄存器的SLLEPONEXIT=0时，进入“立即睡眠”；3.SLEEPONEXIT=0，进入“退出时睡眠”）；
                     唤醒方式（使用WFI指令睡眠--->任意中断唤醒；使用WFE指令睡眠--->由事件唤醒）；
                     睡眠时（关闭内核时钟，内核停止；外设正常运行，不再执行新的代码；此状态会保留睡眠前的内核寄存器、内存的数据）；
                     无唤醒延迟；
                     唤醒后（由中断唤醒--->先进入中断，退出后接着执行WFI指令后程序；由事件唤醒--->直接接着执行WFE后的程序）          

            2. 停止模式 
           进一步关闭其它所有时钟，因此所有外设停止工作。但是1.8区域的部分电源未关闭，还保留了内核的寄存器、内存的信息--->唤醒后仍可以在停止处继续执行代码。
          可以由任意一个外部中断（EXTI）唤醒。
          在此模式中可以选择电压调节器为开模式或低功耗模式。
           停止模式的各种特性：
                 调压器低功耗模式（停止模式下调压器可工作在正常模式或低功耗模式）；
                  进入方式（内核处理器的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（使用WFI指令睡眠--->使用任意EXTI线的中断唤醒；使用WFE指令睡眠--->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，还需加上调压器切换至正常模式下的时间）；
                  唤醒后（由中断唤醒--->先进入中断，退出后接着执行WFI指令后的程序；由事件唤醒--->直接接着执行WFE后的程序。PS：唤醒后，STM3会使用HSI作为系统时钟）；      

             3.待机模式
                    进一步把1.8V区域的电源也关闭了==》在此模式唤醒后，只能对芯片复位，重新检测boot条件，从头开始执行程序。
                    四种唤醒方式：WKUP（PA0）引脚的上升沿、RTC闹钟事件、NRST引脚的复位、IWDG（独立看门狗）复位。
                    待机模式的各种特性：
                      进入方式（SLEEPDEEP=1，PWR_CR寄存器中的PDDS=1和唤醒状态位WUP=0，然后调用WFI或WFE指令）；
                      唤醒方式（WKUP引脚的上升沿， RTC 闹钟、唤醒、入侵、时间戳事件或NRST 引脚外部复位及 IWDG 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、 RTC_AF1 引脚及 WKUP 引脚，其它 I/O口均工作在高阻态。）；
                     唤醒延迟（芯片复位的时间）；
                     唤醒后（相当于芯片复位，从头开始执行代码）

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电源管理相关的库函数及命令

     2.1 配置PVD监控功能
           阈值等级直接使用库函数PWR_PVDLevelConfig配置
     2.2 WFI与WFE命令
       使用函数的格式“__WFI();”和“__WFE();”来调用
     2.3 进入停止模式
          进入停止模式需要在调用指令前设置一些寄存器位，stm32标准库把这部分操作封装到PWR_EnterSTOPMode函数中。
     2.4 进入待机模式
           在调用PWR_EnterSTANDBYMode函数前还需要清除 WUF 寄存器位；
           调用__force_stores函数是为了确保存储操作完毕后再调用 WFI/WFE 指令，从而进入待机模式。

—学习《【野火®】零死角玩转STM32—F103指南者》的笔记