STM32个人笔记-电源管理

笔记来源于STM32F103VET6，野火指南者，中文参考手册，HAL库开发手册和b站的野火指南者视频。观看过好多次了，但往往理解得不够全面，现记下小笔记，用来回顾。属于个人笔记。

电源监控器

STM32芯片主要通过VDD引脚从外部获取电源，在它的内部具有电源监控器用于检测VDD的电压，以实现复位功能及掉电紧急处理功能，保证系统可靠地运行。

上电复位与掉电复位（POR与PDR）

当检测到VDD的电压低于阈值VPOR及VPDR时，无需外部电路辅助，STM32芯片会自动保持在复位状态，防止因电压不足强行工作而带来严重的后果。

在刚开始电压低于VPOR时（约1.92V），STM32保持在上电复位状态（POR，Power On Reset）。当VDD电压持续上升至大于VPOR时，芯片开始正常运行。

而在芯片开始正常运行的时候，当检测到VDD电压下降至低于VPDR阈值（约1.88V），会进入掉电复位状态（PDR，Power Down Reset）。

可编程电压检测器PVD（实时监测VDD的电压）

当检测到VDD电压低于编程的VPVD阈值时，会向内核产生一个PVD中断（EXTI16线中断）以使内核在复位前进行紧急处理。该电压阈值可通过电源控制寄存器PWR_CSR设置。 

阈值等级	条件	最小值	典型值	最大值	单位
级别0	上升沿	2.1	2.18	2.26	V
级别0	下降沿	2	2.08	2.16	V
级别1	上升沿	2.19	2.28	2.37	V
级别1	下降沿	2.09	2.18	2.27	V
级别2	上升沿	2.28	2.38	2.48	V
级别2	下降沿	2.18	2.28	2.38	V
级别3	上升沿	2.38	2.48	2.58	V
级别3	下降沿	2.28	2.38	2.48	V
级别4	上升沿	2.47	2.58	2.69	V
级别4	下降沿	2.37	2.48	2.59	V
级别5	上升沿	2.57	2.68	2.79	V
级别5	下降沿	2.47	2.58	2.69	V
级别6	上升沿	2.66	2.78	2.9	V
级别6	下降沿	2.56	2.68	2.8	V
级别7	上升沿	2.76	2.88	3	V
级别7	下降沿	2.66	2.73	2.9	V

STM32电源系统

ADC电源及参考电压（VDDA供电区域） 

为了提高转换精度，STM32的ADC配有独立的电源接口，方便进行单独的滤波。ADC的工作电源使用VDDA引脚输入，使用VSSA作为独立的地连接，VREF引脚作为ADC提供测量使用的参考电压。

VDD供电区域

所有数字逻辑都在内。VDD的供电电压为1.8V。 

后备供电区域

接晶振。RTC用到的纽扣电池推荐CR1220。

低功耗模式

工作模式（高功耗->低功耗）：运行、睡眠、停止、待机。

若备份域电源正常供电，备份域内的RTC都可以正常运行，备份域内的寄存器的数据会被保存，不受功耗模式影响。

睡眠模式 

特性	说明
立即睡眠	在执行WFI或WFE指令时立即进入睡眠模式
退出时睡眠	在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	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； 另外若内核寄存器的SLEEPONEXXIT=0时，进入“立即睡眠”模式。SLEEPONEXXIT=1时，进入“退出时睡眠”模式
唤醒方式	如果是使用WFI指令睡眠的，则可使用任意中断唤醒； 如果是使用WFE指令睡眠的，则由事件唤醒；
睡眠时	关闭内核时钟，内核停止，而外设正常运行，在软件上表现为不再执行新的代码。这个状态会保留睡眠前的内核寄存器、内存的数据
唤醒延迟	无延迟
唤醒后	若由中断唤醒，先进入中断，退出中断服务程序后，接着执行WFI指令后的程序； 若由事件唤醒，直接接着执行WFE后的程序

停止模式

在停止模式中，进一步关闭了其它所有的时钟，于是所有的外设停止了工作，但由于其1.8V区域的部分电源没有关闭，还保留了内核的寄存器、内存的信息，所有从停止模式唤醒，并重新开启时钟后，还可以从上次停止处继续执行代码。停止模式可以由任意一个外部中断（EXTI）唤醒，在停止模式中可以选择电压调节器开启或低功耗模式。

特性	说明
调压器低功耗模式	在停止模式下调压器可工作在正常模式或低功耗模式，可进一步降低功耗
进入方式	内核寄存器的SLEEPDEEP=1，PWR_CR：PDDS=0，然后调用WFI或WFE指令即可进入停止模式； PWR_CR：LPDS=0，调压器工作在正常模式；PWR_CR：LPDS=1，调压器工作在低功耗模式；
唤醒方式	如果是使用WFI指令睡眠的，可使用任意EXTI线的中断唤醒； 如果是使用WFE指令睡眠的，可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，还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间
唤醒后	若由中断唤醒，先进入中断，退出中断服务程序后，接着执行WFI指令后的程序； 若由事件唤醒，直接接着执行WFE后的程序。唤醒后，STM32会使用HSI作为系统时钟

待机模式

待机模式，它除了关闭所有的时钟，还把1.8V区域的电源也完全关闭了。即从待机模式唤醒后，由于没有之前代码的运行记录，只能对芯片进行复位，重新检测boot条件，从头开始执行程序。

它由四种唤醒方式，分别是WKUP（PA0）引脚的上升沿、RTC闹钟事件、NRST引脚的复位和IWDG（独立看门狗）复位。

特性	说明
进入方式	内核寄存器的SLEEPDEEP=1，PWR_CR：PDDS=1，PWR_CR：WUF=0，然后调用WFI或WFE指令即可进入停止模式；
唤醒方式	通过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复位唤醒
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，在程序表现为从头开始执行代码

库函数

PWR_PVDLevelConfig（配置PVD监控功能）

低于阈值产生PVD中断。阈值由参数配置。参数可选择宏，宏对应上述的阈值等级。

PWR_EnterSTOPMode（进入停止模式）

void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator，uint8_t PWR_STOPEntry);

PWR_Regulator可选择宏：PWR_Regulator_ON、PWR_Regulator_LowPower。

PWR_STOPEntry可选择宏：PWR_STOPEntry_WFI、PWR_STOPEntry_WFE。

#define __WFI __wfi
#define __WFE __wfe

PWR_EnterSTANDBYMode（进入待机模式）

void PWR_EnterSTANDBYMode(void);

进入待机模式必须开启PWR时钟。