STM32学习笔记一一待机唤醒

前言:

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STM32学习笔记一一待机唤醒_第1张图片


1. 简述

1.1 低功耗模式:

在系统或电源复位以后,微控制器处于运行状态。当CPU不需继续运行时,可以利用多种低功耗模式来节省功耗,例如:等待某个外部事件时,常见的按键唤醒。用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件,选定一个最佳的低功耗模式。

1.2 STM32F10X系列的低功耗模式

STM32F10xxx有三种低功耗模式:

–模式– –特点—
睡眠模式 Cortex-M3内核停止,所有外设包括Cortex-M3核心的外设,如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行
停止模式 所有的时钟都已停止
待机模式 1.8V电源关闭

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在这三种低功耗模式中,最低功耗的是待机模式,在此模式下,最低只需 2uA 左右的电流。停机模式是次低功耗的,其典型的电流消耗在 20uA 左右,最后就是睡眠模式。

1.3 降低功耗方式补充

(1)在运行模式下,降低系统时钟,通过对预分频寄存器进行编程,可以降低任意一个系统时钟(SYSCLK、HCLK、 PCLK1、 PCLK2)的速度。

(2)在运行模式下,任何时候都可以通过停止为外设和内存提供时钟(HCLK和PCLKx)来减少功耗。为了在睡眠模式下更多地减少功耗,可在执行WFI或WFE指令前关闭所有外设的时钟。通 过 设 置 AHB 外 设 时 钟 使 能 寄 存 器 (RCC_AHBENR) 、 APB2 外 设 时 钟 使 能 寄 存 器(RCC_APB2ENR)和APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR)来开关各个外设模块的时钟。

2. 待机模式详解

待机模式可实现系统的最低功耗。该模式是在 Cortex-M3深 睡眠模式时关闭电压调节器。整个 1.8V 供电区域被断电。 PLL、 HSI 和 HSE 振荡器也被断电。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

2.1 进入待机模式

可以通过设置独立的控制位,选择以下待机模式的功能:

(1)独立看门狗(IWDG):可通过写入看门狗的键寄存器或硬件选择来启动IWDG。一旦启动了独立看门狗,除了系统复位,它不能再被停止;
(2)实时时钟(RTC):通过备用区域控制寄存器(RCC_BDCR)的RTCEN位来设置;
(3)内部RC振荡器(LSI RC):通过控制/状态寄存器(RCC_CSR)的LSION位来设置;
(4) 外部32.768kHz振荡器(LSE):通过备用区域控制寄存器(RCC_BDCR)的LSEON位设置。

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2.2 退出待机模式

当一个外部复位(NRST引脚)、 IWDG复位、 WKUP引脚上的上升沿或RTC闹钟事件上升沿发生时,微控制器从待机模式退出。从待机唤醒后,除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR),所有寄存器被复位。从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行(采样启动模式引脚、读取复位向量等)。 电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。
在这里插入图片描述

2.3 待机模式下的输入/输出端口状态

在待机模式下,除了以下的引脚,所有的 IO 引脚处于高阻态

● 复位引脚(始终有效)
● 当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚
● 被使能的唤醒引脚

2.4 调试模式

默认情况下,如果在进行调试微处理器时,使微处理器进入停止或待机模式,将失去调试连接,因为 Cortex-M3 的内核失去了时钟。然而,通过设置DBGMCU_CR 寄存器中的某些配置位,可以在使用低功耗模式下调试软件。

2.5 相关寄存器

(1)电源控制寄存器(PWR_CR)

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(2)电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)

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3. 软件实现

实现 STM32 进入待机模式流程如下:

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程序代码:

#define WKUP_KD PAin(0)			//PA0 检测是否外部WK_UP按键按下
	 
uint8_t Sys_Check_WakeUp(void)  			//检测WKUP脚的信号
void WakeUp_Init(void); 			//PA0 WKUP唤醒初始化
void Sys_Enter_Standby(void);	//系统进入待机模式
void Sys_Set_Standby(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//设置PWR外设时钟
	PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能唤醒的GPIO
	PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式
}

void Sys_Enter_Standby(void)
{
	RCC_APB2PeriphResetCmd(0x01FC,DISABLE);//复位全部GPIO
	Sys_Set_Standby();
}

uint8_t Sys_Check_WakeUp(void)
{
	uint8_t t=0;
	LED0 = 0;
	while(1)
	{
		if(WKUP_KD)
		{
			t++;
			delay_ms(30);
			if(t<=100)
			{
				LED0 = 0;
				return 1;
			}
			else
			{
				LED0 = 1;
				return 0;
			}
		}
	}
}

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI0_Line0);//清除Line0的中断标志位
	if(Sys_Check_WakeUp())
	{
		Sys_Enter_Standby();
	}
}

void WakeUp_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruture;
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);//GPIOA0---中断线0
	
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd= ENABLE; 
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	
	NVIC_InitStruture.NVIC_IRQChannel = EXTI0_TRQn;
	NVIC_InitStruture.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStruture.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	NVIC_InitStruture.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruture);
	if(!Sys_Check_WakeUp())//默认状态,没有按键
	{
		Sys_Set_Standby();
	}
}

测试:下载程序到开发板,按下WK_UP大于3秒,我们就可以设置从待机模式进入运行模式,具体的测试可根据需要自行设置。


参考:
1.原子库函数手册

2.STM32开发指南

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