STM32 PVD的使用（掉电检测）

有时在一些应用中，我们需要检测系统是否掉电了，或者要在掉电的瞬间需要做一些处理。STM32就有这样的掉电检测机制——PVD(Programmable Voltage Detecter)，即可编程电压检测器。通过PVD我们可以设定一个基准电压，当芯片的供电电压高于或低于该基准电压时便产生PVD中断，我们可以在PVD中断里做一些处理。本文以STM32L051为例，来说明PVD的使用。

以下是STM32L051用户手册中对PVD的描述，根据这张图我们可以知道，PVD中断在内部是连接在中断线16的，软件上可以配置需要上升沿中断还是下降沿中断，也可以设置双边沿触发，这和GPIO中断有点类似。若设置了双边沿触发，则上电当VDD超过PVD阈值时产生下降沿中断；掉电时VDD低于PVD阈值产生上升沿中断。图中的100mv是滞后，所以准确地说，在掉电时是要当VDD电压小于（PVD阈值-100mv）时才会触发PVD中断。

图1 PVD介绍

PVD总共可以设置7个等级，可以通过PWR_CR寄存器的PLS[2:0]来设置。下面是PLS的描述，其中最后一个等级是特殊的，它使用PB7引脚的电压和内部基准电压进行比较，使用这一等级时，PB7必须设置成模拟输入。一般而言，我们用前6个等级就足够了，具体选择哪个等级需要根据自己板子的实际情况来定夺，例如当MCU是3.3V供电且电源非常稳定时，就可以选择将阈值设置成3.1V，这样在掉电时就可以更早的触发PVD中断做紧急处理。同时也要注意电路上储能电容是否够大，这会影响PVD中断能处理多少代码，因为系统很快就要完全断电了。

图2  PWR_CR的PLS介绍

在软件编程上，PVD的使用非常的简单，下面是一份HAL库的例子。PVD的初始化只需要提供2个参数，一个是PVDLevel，也就是上文提到的7个等级；另一个参数是Mode，即中断的边沿选择或事件的边沿选择，一般用中断就足够了，事件没用过。当设置为双边沿中断时，可以通过PWR_CSR的PVDO位来判断是上升沿还是下降沿，HAL库已经封装好了相应的宏：__HAL_PWR_GET_FLAG，通过__HAL_PWR_GET_FLAG( PWR_FLAG_PVDO )就可以获取PVDO位的状态，为0则是VDD高于阈值(上电的情况)，为1则是VDD小于阈值（掉电的情况）。

/* 初始化PVD */
void PVD_Init(void)
{
    PWR_PVDTypeDef PvdStruct;

    HAL_PWR_EnablePVD();                        /* 使能PVD */

    PvdStruct.PVDLevel = PWR_PVDLEVEL_6;        /* PVD阈值3.1V */
    PvdStruct.Mode = PWR_PVD_MODE_IT_RISING;    /* 检测掉电 */
    HAL_PWR_ConfigPVD(&PvdStruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(PVD_IRQn, 0, 0);       /* 配置PVD中断优先级 */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(PVD_IRQn);               /* 使能PVD中断 */
}

/* PVD中断处理 */
void PVD_IRQHandler(void)
{
    if(__HAL_PWR_GET_FLAG( PWR_FLAG_PVDO ))    /* 1为VDD小于PVD阈值,掉电情况 */
    {
        /* 掉电前的紧急处理 */
    }
}

 最后顺便说下哪些应用场合会用到PVD，以下是我工作中遇到过得一些场景。

1.记录设备掉电时间。这个很好理解，可能业务上就有这个需求，或者可以利用这一点来完成低功耗设备的待机时长测试。

2.通知其他处理离线。假如设备中有由干电池供电的MCU1和由锂电池供电的MCU2，MCU1的部分功能可能需要MCU2来完成，MCU1需要知道MCU2是否离线（因为锂电池可拔插，可能随时被拔）。这种情况就可以在MCU2上利用PVD来通知MCU1。通知的方式有很多，例如串口通知。如果掉电过快串口通知无法实现，那么可以使用GPIO中断通知，例如MCU2在PVD中断唤醒MCU1，一小段时间后MCU1发现MCU2还没有发数据过来，便发送心跳包给MCU2，因为MCU2已经掉电肯定不会应答，MCU1收不到应答就可以认为MCU2离线了。