4.低功耗设计-stm32低功耗模式
在之前的低功耗软件设计中也提到过一部分的stm32降功耗的方法，freeRtos系统帮我们写好的一个睡眠模式tickless，当我们的系统进入空闲任务后，就会自动睡眠，来达到降功耗的目的，打开方式也比较简单，在FreeRtosConfig中将宏定义 configUSE_TICKLESS_IDLE 配置为 1。就是这么简单，我当前用的片子是stm32L452，初步使用了这个方法，在72Mhz主频下，功耗在2ma，如果你想验证，直接通过ST提供给我们的CubeMX生成一下代码就可以了，在低功耗测试中，我们经常要更改主频或者管脚，使用cubMX生成代码是真的很方便。
在这个试验中我们会遇到一个问题，就是CubeMx生成的代码，打开宏定义之后不能进入睡眠。这个原因是因为CubeMX自动生成了一个任务，导致我们进入空闲任务后仍然无法获取到空闲时间，导致无法休眠， defaultTaskHandle = osThreadCreate(osThread(defaultTask), NULL);屏蔽掉这个任务就可以了。
上面我们说的都是tickless这个模式，但是作为低功耗产品来说，这个功耗还是很大怎么办，那么就要我们就要将MCU切到其他模式下，进一步的降低功耗。
说道这里就要说一下stm32的低功耗模式了，之前我们的stm32F系列四种模式，L系列为5种，L系列近几年发展很快，模式多，电源管理及低功耗外设，还有漏电流比F系列小很多。
每种模式肯定功耗不一样啊，但是要根据产品的需求来选择合适的模式。
上面这两个图比较重要，这样我们就可以知道哪种功耗最低，怎么进入模式，怎么退出模式，有没有唤醒延时，唤醒后，RAM数据是不是还存在等等，都是重要的评估标准。
有的模式任意中断都可以唤醒，有的则必须外部中断或者特定中断唤醒，有的无唤醒延时等。
不管哪种模式其实最终通过关闭相应的时钟来达到降低功耗的目的，mcu的主要功耗来源也是时钟，还有管脚上的一些漏电流。闲置的IO都设置为模拟输入配置，理论上可以达到IO零消耗。之前测试过，在F系列上将不用管脚配置一下，电流下降很多，L系列这方面做的很好了，即使不配置功耗也不是很高。
说道这里我们肯定要了解我们的MCU的时钟情况，CubeMx的作用就来了，以stm32L452RE为例：
通过上面的图我们可以很清晰的看到时钟来源，有外部的8Mhz晶振，和内部的HSI MSI LSI晶振，外部晶振肯定稳定性更高些，也是我们经常用到的，我们的低功耗应用中，MSI LSI HSI等几种将会经常被提及。
下面主要说两种模式，低功耗运行模式和低功耗stop2模式
低功耗运行模式首先在几种模式中功耗算低的，并且内核和外设都可以保持运行状态
Stop模式，内核停止，Vcore范围内的时钟停止，PLL，MSI，HSI,HSE都被禁止，SRAM和寄存器的值保留，功耗够低。
低功耗运行模式在freeRtos中的应用也很简单分为几部
- freeRtosConfig.h中添加三个宏定义
#define configUSE_TICKLESS_IDLE 1 （使能低功耗模式）
#define configPRE_SLEEP_PROCESSING(x) OS_PreSleepProcessing(x) //睡眠入口
#define configPOST_SLEEP_PROCESSING(x) OS_PostSleepProcessing(x)//唤醒后操作
- 添加用户函数
void OS_PreSleepProcessing(uint32_t *ulExpectedIdleTime)
{
*ulExpectedIdleTime = 0; //屏蔽掉默认的wfi指令执行方式
HAL_PWREx_EnableLowPowerRunMode();
}
void OS_PostSleepProcessing(uint32_t *ulExpectedIdleTime)
{
HAL_PWREx_DisableLowPowerRunMode();
}低功耗运行模式就完了，比之前的tickless模式功耗要低一点点。
停机模式的使用耗费了很多的经历，过程中出现了很多的问题，比如说默认使用的HSE时钟，滴答定时器在stop模式唤醒后变慢。
最开始的时候我就是按照上面的步骤在入口函数中添加睡眠指令HAL_PWREx_EnterSTOP2Mode(PWR_STOPENTRY_WFI);
在唤醒出口函数中添加对时钟重新的配置。
Stop模式后，PLL时钟被停掉了，我们开始的时候用的PLL时钟，stop模式唤醒后，默认的使用内部MSI时钟。
通过这个思路我开始用的HSE时钟，唤醒后我重新SystemClock_Config(),一下应该就可以了，但是还是慢，网上也都说需要重新配下时钟，但是没有人说怎么配置。。无语啊。
那么我换条思路，不唤醒后默认使用MSI时钟吗？？那么我开始的时候就配置为MSI时钟，使用48Mhz，这样配置后，确实不变慢了，也足以说明，确实唤醒后使用的MSI时钟，但是这个时候出现了一个问题，我板卡重启后，板卡无法运行，只有debug下能运行，感觉像是只能RAM运行，falsh中找不到时钟配置似的，还有个问题就是停机模式下确实功耗降低了，但是在1ma左右，没有达到理想值ua级别。
这下回到的原点
freeRtos的时钟来源从时钟树上可以看到来自AHB，我们的时钟最开始配置的HSE，也就是滴答时钟应该也变慢了，唤醒中断本身就变慢了，我们重新配置时钟，然后又进入stop，所以感觉像是重配没有管用。那么我们将唤醒中断改为LPTIM或者RTC，这样我们就没有什么问题了。St官方给我们提供了参考历程，使用的RTC唤醒，他使用的stm32L476，经过芯片等配置的更改，可以跑到我的L452上了，测试确实是好用的，功耗在ua。唤醒后时钟没有问题。官方默认的时钟使用的MSI，应该考虑到切换时钟会存在时间的开销和电流的消耗。
官方的例程使用的是无系统的，我想使用系统，同样也是上面的操作，增加两个用户函数，在里面实现睡眠动作和唤醒后的操作。
void OS_PreSleepProcessing(uint32_t *ulExpectedIdleTime)
{
TickType_t tick;
*ulExpectedIdleTime = 0; //屏蔽掉默认的wfi指令执行方式
tick = prvGetExpectedIdleTime();//获取freertos空闲时间
HAL_RTCEx_DeactivateWakeUpTimer(&RTCHandle);//使用RTC唤醒
HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&RTCHandle,tick, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16);//设置唤醒时间
HAL_PWREx_EnterSTOP2Mode(PWR_STOPENTRY_WFI);//进入stop模式
}
void OS_PostSleepProcessing(uint32_t *ulExpectedIdleTime)
{
SYSCLKConfig_STOP(); //恢复PLL时钟
}这样我们的睡眠和唤醒就正常了，我们使用 prvGetExpectedIdleTime()，动态获取空闲时间，避免我们在睡眠过程中，错过任务操作，睡眠和唤醒时间由实时系统说了算。
St的历程跑的很好，我们在移植的过程中仿佛并不是那么顺利，会遇到第一个问题。
if( HAL_RTC_Init(&RTCHandle) != HAL_OK)
{
/* Initialization Error */
}
移植到我们的板子后，RTC时钟初始化不通过，st历程好好的，其实st也做操作了
void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
/*##-1- Configure the RTC clock source ######################################*/
/* -a- Enable LSI Oscillator */
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
RCC_OscInitStruct.LSIState = RCC_LSI_ON;
if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
while(1);
}
/* -b- Select LSI as RTC clock source */
PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;
PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSI;
if(HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
{
while(1);
}
/* Enable RTC Clock */
__HAL_RCC_RTC_ENABLE();
/*##-3- Configure the NVIC for RTC Alarm ###################################*/
HAL_NVIC_SetPriority(RTC_WKUP_IRQn, 0x0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_WKUP_IRQn);
}
void HAL_RTC_MspDeInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
/*##-1- Reset peripherals ##################################################*/
__HAL_RCC_RTC_DISABLE();
}增加这两个函数后，我们就发现可以运行通过。但是又出现了一个问题
我调用了delay_ms的一个延时，却出现了问题，整个程序进入硬件中断。
在freeRtosConfig.h中添加这个宏定义即可解决。
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1
其他的函数可以看一下我提供的源代码，这里不着重的说了。
在我们的实际应用中一定要尽量的使系统多处在空闲任务中，这样才能长时间进入模式
为了满足我们的项目需求，我们还可以通过标志位来切换到不同的模式中，例如：
网上搜索下载的文档及官方测试代码还有修改的代码，将全部开放下载，可以在下面链接中下载到。绝对超值。
上面的方法目前还没有长期测试，只为大家提供一点思路。如有问题可留言讨论。
注：
当你要包含新的hal库文件时，除了添加相应的.c文件，引用.h文件外，一般还要在stm32l4xx_hal_conf.h中打开相应的
宏定义。
另外使用低功耗的模式的时候，要注意FreeRTOSConfig.h文件中的宏定义，有的时候打开了不必要的宏定义，会使低功耗模式下，任务出现无法调度的情况。（低功耗模式正常，但是任务无法调度），同时系统时钟中断，RTC_WKUP_IRQHandler等中断的实现也要小心修改