【江科大STM32入门·自存笔记】PWR电源控制

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一、PWR简介

        · PWR（Power Control）电源控制

        · PWR负责管理STM32内部的电源供电部分，可以实现可编程电压监测器和低功耗模式的功能

        · 可编程电压监测器（PVD）可以监控VDD电源电压，当VDD下降到PVD阀值以下或上升到PVD阀值之上时，PVD会触发中断，用于执行紧急关闭任务

        · 低功耗模式包括睡眠模式（Sleep）、停机模式（Stop）和待机模式（Standby），可在系统空闲时，降低STM32的功耗，延长设备使用时间

二、电源框图

此图可分为三个部分，最上面是模拟部分供电，叫作VDDA，主要负责模拟部分的供电，其中包括AD转换器，温度传感器，复位模块，PLL锁相环。

这些电路的供电正极为VDDA，负极为VSSA。其中AD转换器，还有两根参考电压的供电脚，叫做VREF+和VREF-，这两个脚在引脚多的型号里会单独引出来，在引脚少的型号（C8T6），在内部就已经分别接到了VDDA和VSSA了。

中间是数字部分供电，包括两块区域，VDD供电区和1.8V供电区域。

VDD供电区包括IO电路，待机电路，唤醒逻辑和独立看门狗；右边部分是VDD通过电压调节器，降压到1.8V，提供给后面这一块的1.8V供电区域，包括CPU核心、存储器和内置数字外设。

下面是后备供电，叫作VBAT（V Battery），包括LSE 32K晶体振荡器、后备寄存器、RCC BDCR寄存器和RTC。RCC BDCR是RCC的寄存器，叫备份域控制寄存器。

低电压检测器可以控制开关，VDD有电时，由VDD供电，没电时，由VBAT供电。

三、低功耗模式

三种模式从上至下关闭的电路越来越多，也越来越省电，越来越难唤醒。

        · 睡眠模式 （浅睡眠）

进入  直接调用WFI（Wait For Interrupt，等待中断）或WFE（Wait For Event，等待事件）即可进入（直接调用相关函数即可）。

唤醒  WFI 中断唤醒，发生任何中断，芯片都会立即醒来，醒来后第一件事是处理中断函数。

WFE 事件唤醒，唤醒事件可以是外部中断配置为事件模式，也可以是使能了中断，但是没有配置NVIC。唤醒事件会使芯片立刻醒来，醒来之后一般不进中断函数，直接从睡的地方继续运行。

对电路的影响：只把CPU时钟关了，对其他电路没有任何操作。时钟关了，程序就会暂停，不会继续运行了，CPU不允许，芯片功耗就会降低。

        · 停机模式 （深睡眠）

进入 SLEEPDEEP位设置为1。PDDS这一位用来区分它是停机模式还是待机模式。PDDS=0，进入停机模式，PDDS=1，进入待机模式。LPDS用来设置电压调节器是开启还是进入低功耗模式，LPDS=0，电压调节器开启，LPDS=1，电压调节器进入低功耗。最后调用WFI或WFE，芯片就可以进入停止模式了。

唤醒  任一外部中断。WFI要用外部中断的中断模式唤醒，WFE要用外部中断的事件模式唤醒。

对电路的影响：不仅CPU不运行，外设也运行不了，定时器正在定时的，会暂停；串口，收发数据，也会暂停。不过由于没关闭电源，所有CPU和外设的寄存器数据都是维持原状的。HSI和HSE的振荡器关闭。HSI内部高速时钟和HSE外部高速时钟会关闭，其它时钟还能继续运行。

        · 待机模式

进入 SLEEPDEEP置1，深睡眠；PDDS置1，表示即将进入待机模式，最后调用WFI或者WFE，就可以进入待机模式了。

唤醒 只有指定的四个信号可以唤醒：WKUP（PA0）引脚的上升沿，RTC闹钟事件（芯片每隔一段时间自动工作一次），NRST引脚上的外部复位，即按一下复位键，它也能唤醒；IWDG独立看门狗复位。

对电路的影响：电源关闭，内部的存储器和寄存器数据全部丢失，但它并不会主动关闭LSI和LSE两个低速时钟，因为这两个时钟还要维持RTC和独立看门狗的运行。

四、模式选择

执行WFI（Wait For Interrupt）或者WFE（Wait For Event）指令后，STM32进入低功耗模式

一旦WFI或WFE执行了，首先判断SLEEPDEEP位为1还是0，=0是浅睡眠（睡眠模式），=1是深睡眠（停机或待机模式）；

浅睡眠模式，SLEEPONEXIT=0时，无论程序在哪里调用WFI/WFE都会立刻进入睡眠。=1时，执行WFI/WFE后，它会等待中断退出，等所有中断处理完成之后再进入睡眠。

深度睡眠模式，判断PDDS=0时，进入的是停机模式，=1进入的是待机模式。停机模式下继续判断LPDS位，=0就是停机模式且电压调节器开启，=1就是待机模式且电压调节器低功耗。电压调节器低功耗的特性就是更省电但是唤醒延迟更高。

五、总结

睡眠模式

执行完WFI/WFE指令后，STM32进入睡眠模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行

SLEEPONEXIT位决定STM32执行完WFI或WFE后，是立刻进入睡眠，还是等STM32从最低优先级的中断处理程序中退出时进入睡眠

在睡眠模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态

WFI指令进入睡眠模式，可被任意一个NVIC响应的中断唤醒 WFE指令进入睡眠模式，可被唤醒事件唤醒

停止模式

执行完WFI/WFE指令后，STM32进入停止模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行

1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来

在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态

当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI被选为系统时钟

当电压调节器处于低功耗模式下，系统从停止模式退出时，会有一段额外的启动延时 WFI指令进入停止模式，可被任意一个EXTI中断唤醒

WFE指令进入停止模式，可被任意一个EXTI事件唤醒

待机模式

执行完WFI/WFE指令后，STM32进入待机模式，唤醒后程序从头开始运行

整个1.8V供电区域被断电，PLL、HSI和HSE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

在待机模式下，所有的I/O引脚变为高阻态（浮空输入）

WKUP引脚的上升沿、RTC闹钟事件的上升沿、NRST引脚上外部复位、IWDG复位退出待机模式