stm32 低功耗设计[操作寄存器+库函数]

stm32的低功耗模式有三种：
  • 睡眠模式（内核停止，外设运行）
  • 停机模式（所有时钟都停止）

  • 待机模式（1.8V内核电源也关闭）

    在这三种模式中，最低功耗的是待机模式，在此模式下，最低只需要2uA左右的电流。整个1.8V供电区被断电，PLL、HSI、HSE振荡器都被关闭。SRAM和寄存器内容丢失。停机模式是次低功耗的的，其典型的电流损耗在20uA左右。最后就是睡眠模式。
                            
    stm32低功耗一览表
    standby.png
    这三种低功耗模式，唤醒后程序都会初始化运行。在例子中做了一番论证，结果如此。
    直接操作寄存器
    进入待机模式的通用步骤，其中涉及到2个寄存器，也就是电源控制寄存器（PWR_CR）和电源控制/状态寄存器（PWR_CSR）。
    电源控制寄存器（PWR_CR），该寄存器的各位描述如下：
    这是一个低9位有效的寄存器。

  • DBP[8]：取消后备区域的写保护 位 8 在复位后，RTC和后备寄存器处于被保护状态以防意外写入。0：禁止写入RTC和后备寄存器  1：允许写入RTC和后备寄存器 

  • PLS[ 7:5 ]：PVD电平选择。 这些位用于选择电源电压监测器的电压阀值。

                    000：2.2V         100：2.6V             001：2.3V         101：2.7V
                    010：2.4V         110：2.8V             011：2.5V         111：2.9V 

  • PVDE[4]：电源电压监测器(PVD)使能。  0：禁止PVD 1：开启PVD

  • CSBF[3]：清除待机位,始终读出为0。 0：无功效  1：清除SBF待机位(写)
  • CWUF[2]：清除唤醒位,始终读出为0。 0：无功效 1：2个系统时钟周期后清除WUF唤醒位(写)
  • PDDS[1]：掉电深睡眠,与LPDS位协同操作。 0：当CPU进入深睡眠时进入停机模式，调压器的状态由LPDS位控制。 1：CPU进入深睡眠时进入待机模式。
  • LPDS[0]：深睡眠下的低功耗。PDDS=0时，与PDDS位协同操作 0：在停机模式下电压调压器开启 1：在停机模式下电压调压器处于低功耗模式
电源控制寄存器（PWR_CR），该寄存器的各位描述如下：
低9位有效的寄存器，只用了4位，其他位保留
  • EWUP[8]：使能WKUP引脚 ，在系统复位时清除这一位。 
  • PVDO[2]：PVD输出 ,当PVD被PVDE位使能后该位才有效。 
  • SBF[1]：待机标志。
  • WUF[0]：唤醒标志。 
    待机函数实现：(参见 system.c文件)

    //THUMB指令不支持汇编内联
    //采用如下方法实现执行汇编指令WFI
    __asm void WFI_SET(void)
    {
    WFI;
    }

//进入待机模式
//参数说明：
// var = 0 ,设定为睡眠模式
// var = 1 ,设定为停机模式，电流消耗在20uA左右
// var = 2 ,设定为待机模式，电流消耗在2uA左右

void Sys_Standby(u8 var)
{

  RCC->APB1ENR |= 1<<28;             //使能电源时钟        

switch(var)
{ 
    case 0:{ break;    }            //WFI进入睡眠模式

    case 1:{                     //PDDS+LPDS+SLEEPDEEP+WFI进入停机模式

        SCB->SCR |= 1<<2;        //使能SLEEPDEEP位 (SYS->CTRL)            
        PWR->CR    |= 1<<0;        //LPDS置位    
        PWR->CR |= 1<<1;        //PDDS置位    
        break;            
    } 

    case 2:{                     //PDDS+SLEEPDEEP+WFI进入待机模式

        SCB->SCR |= 1<<2;        //使能SLEEPDEEP位 (SYS->CTRL)
        PWR->CR|=1<<1;          //PDDS置位    
        break;            
    } 
}

PWR->CR  |= 1<<2;                  //清除Wake-up 标志
PWR->CSR |= 1<<8;                  //允许写入RTC和BKP寄存器
WFI_SET();                         //执行WFI指令

}

//系统软复位

void Sys_Soft_Reset(void)
{
SCB->AIRCR =0X05FA0000|(u32)0x04;
}

代码如下：（system.h 和 stm32f10x_it.h 等相关代码参照 stm32 直接操作寄存器开发环境配置）
User/main.c
#include <stm32f10x_lib.h>

#include “system.h”

#include “wdg.h”

#include “exti.h”

#define LED1 PAout(4)

#define LED2 PAout(5)

#define PWR_MODE_Sleep 0 //开启睡眠模式

#define PWR_MODE_STOP 1 //开启停机模式

#define PWR_MODE_STANDBY 0 //开启待机模式

void Gpio_Init(void);

int main(void)
{
u32 i= 10,j=10;

Rcc_Init(9);              //系统时钟设置

 Exti_Init(GPIO_A,0,FTIR);  //设置PA1为下降沿触发,参数GPIO_x 和 FTIR 在system.h中有定义

Nvic_Init(0,0,EXTI0_IRQChannel,0);      //设置外部中断

Gpio_Init();

while(i--){

    LED1 = !LED1;

    delay(30000);   //延时30ms

}

#if PWR_MODE_Sleep            //睡眠模式,外部中断唤醒后会复位

    Sys_Standby(0);           

#elif PWR_MODE_STOP           //停机模式，外部中断唤醒，唤醒后复位                         

    Sys_Standby(1);

#elif PWR_MODE_STANDBY         //待机模式，由独立看门狗唤醒，唤醒后会初始化,LED闪烁5次后，暗一段时间

    Iwdg_Init(3,2000);      //设置为1.6s内不喂狗复位，使用独立看门狗唤醒，唤醒后复位

    Sys_Standby(2);  

#endif

while(j--){                    //这段程序用于检验唤醒后是否会继续运行后面的程序，还是会导致复位

    LED2 = !LED2;

    delay(10000);   //延时10ms

}

}

void Gpio_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟 

GPIOA-&gt;CRL&amp;=0x0000FFFF; // PA0~3设置为浮空输入，PA4~7设置为推挽输出
GPIOA-&gt;CRL|=0x33334444;

}

User/stm32f10x_it.c
#include “stm32f10x_it.h”

#include “system.h”

#define LED1 PAout(4)

#define LED2 PAout(5)

#define LED3 PAout(6)

#define LED4 PAout(7)

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
LED4 = !LED4;
EXTI->PR = 1<<0; //清除中断标志位
}

待机相关代码参见 system.c文件中

库函数操作
main.c
#include “stm32f10x.h”

#include “stdio.h”

#define PRINTF_ON 1

void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void EXTI_Configuration(void);
void IWDG_Configuration(void);

#define PWR_MODE_Sleep 0 //开启睡眠模式

#define PWR_MODE_DeepSleep 1 //开启停机模式

#define PWR_MODE_STANDBY 0 //开启待机模式

vu32 DelayTime = 10000000;

int main(void)
{
RCC_Configuration();
GPIO_Configuration();
NVIC_Configuration();
EXTI_Configuration();

SysTick_Config(10000000);

while(--DelayTime);

#if PWR_MODE_Sleep      //睡眠模式

    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON,PWR_STOPEntry_WFI);  //唤醒后时钟变为内置8MHz   

#elif PWR_MODE_DeepSleep      //停机模式

    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);   //唤醒后时钟变为内置8MHz   

#elif PWR_MODE_STANDBY         //待机模式

       IWDG_Configuration();      //设置为2s内不喂狗复位，使用独立看门狗唤醒 

    PWR_EnterSTANDBYMode();     //唤醒后会初始化程序                             

#endif

  while(1);

}

void IWDG_Configuration(void)
{
RCC_LSICmd(ENABLE); //打开LSI
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)==RESET);

IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable);
IWDG_SetPrescaler(IWDG_Prescaler_32);
IWDG_SetReload(2000);      //max 0xFFF  0~4095  
IWDG_ReloadCounter();
IWDG_Enable();

}

void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;            
GPIO_Init(GPIOA , &amp;GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;            
GPIO_Init(GPIOA , &amp;GPIO_InitStructure); 

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;            
GPIO_Init(GPIOA , &amp;GPIO_InitStructure); 

 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);

}

void RCC_Configuration(void)
{
/ 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus /
ErrorStatus HSEStartUpStatus;

  /* 复位系统时钟设置*/
  RCC_DeInit();
  /* 开启HSE*/
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  /* 等待HSE起振并稳定*/
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
/* 判断HSE起是否振成功，是则进入if()内部 */
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* 选择HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK 1分频 */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
    /* 选择PCLK2时钟源为 HCLK（AHB） 1分频 */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 
    /* 选择PCLK1时钟源为 HCLK（AHB） 2分频 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    /* 设置FLASH延时周期数为2 */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    /* 使能FLASH预取缓存 */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
    /* 选择锁相环（PLL）时钟源为HSE 1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为 8MHz * 9 = 72MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
    /* 使能PLL */ 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    /* 等待PLL输出稳定 */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    /* 选择SYSCLK时钟源为PLL */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    /* 等待PLL成为SYSCLK时钟源 */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
  } 
  /* 打开APB2总线上的GPIOA时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

//RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);
//RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR|RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE);

}

void USART_Configuration(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;

USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;                                                                                                                                                      
USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
USART_ClockInit(USART1 , &amp;USART_ClockInitStructure);

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1,&amp;USART_InitStructure);

 USART_Cmd(USART1,ENABLE);

}

void EXTI_Configuration(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_Init(&amp;EXTI_InitStructure);

}

void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);    

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&amp;NVIC_InitStructure);

}

#if PRINTF_ON

int fputc(int ch,FILE *f)
{
USART_SendData(USART1,(u8) ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);
return ch;
}

#endif

stm32f10x_it.c
#include “stm32f10x_it.h”

#include “stdio.h”

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_7,Bit_SET);

//EXTI_ClearFlag(EXTI_Line0);   //清除此中断标志位，系统由于唤醒将直接复位

}

void SysTick_Handler(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)));
}