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[其他ST产品] STM32CUBEMX stm32L151按键低功耗及唤醒

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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
CubeMX, ST, STM, STM32, STM32CubeMX
CUBEMX配置1、选择芯片，当前示例选择stm32l151c8t6

20200109164703738.png

2、配置RCC及SYS

只需配置高速时钟（HSE）和DEBUG

2020010916494547.png

2105863d345b812317.png


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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:33 | 显示全部楼层
配置时钟树
时钟源采用外部8M晶振，单片机HCLK采用8M，过高运行功耗高，过低程序运行时精准延时（delay_us）误差大，具体视情况定。

3063763d345ff3624e.png
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 纠结的那些年 于 2023-1-27 11:56 编辑

配置串口，方便调试
当前波特率设为9600，主要考虑系统时钟最低可设为1M，此时功耗最低，不支持高波特率。且调试可不配置串口中断。

2142363d34b5e526c2.png
5726363d34a59b465b.png
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:57 | 显示全部楼层
配置外部中断
4+4按键矩阵，PA0~PA3选择推挽输出，默认下拉，PA4~PA7选择外部中断模式，默认上拉；打开中断，设置中断优先级，尽量避免优先级为0，不然延时消抖时使用HAL_Delay会死循环，因为HAL库SYSTIC优先级为0，或者采用时钟摘取法自己实现ms、us延时，推荐原子哥的延时初始化函数。
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:58 | 显示全部楼层
621763d34bb8ed9ca.png
914863d34bbf811e1.png
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 11:59 | 显示全部楼层
生成代码
选择MDK5，.c/.h文件分开。
4587463d34c2271d66.png


7973063d34c2a64f7b.png
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:00 | 显示全部楼层
运行代码
1、使能printf
将以下代码添加至.c文件

int fputc(int ch,FILE *f)
{
        HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,0xFFFF);
        return 0;
}
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:01 | 显示全部楼层
初始化延时
delay_init(); 当前初始化延时存在问题，按键中断延时消抖会使中断外delay直接结束造成误差，有待改进。
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  1. void delay_init()
    

  2. {
    

  3.         uint32_t CLKSource = SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK;        //选择时钟源
    

  4.         uint32_t DIV = 1;                                                                //分频系数
    

  5.         if(SystemCoreClock/1000000 > 16)                                //系统时钟超过16M则8分频,SysTick->LOAD最大值2^24=16,777,216,16M时钟源延时最大值为1048.576ms
    

  6.         {
    

  7.                 CLKSource = SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK_DIV8;
    

  8.                 DIV = 8;
    

  9.         }
    

  10.         
    

  11.         HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(CLKSource);        //选择外部时钟
    

  12.         fac_us=SystemCoreClock/1000000/DIV;                //为系统时钟的us延时tick数
    

  13.         fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数
    

  14. }                                                                    
    

  15.  
    

  16. //延时nus                                                                                       
    

  17. void delay_us(u32 nus)
    

  18. {                
    

  19.         u32 temp;                     
    

  20.         SysTick->LOAD=nus*fac_us;                                         //时间加载                           
    

  21.         SysTick->VAL=0x00;                                                //清空计数器
    

  22.         SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;        //开始倒数          
    

  23.         do
    

  24.         {
    

  25.                 temp=SysTick->CTRL;
    

  26.         }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));                //等待时间到达   
    

  27.         SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;        //关闭计数器
    

  28.         SysTick->VAL =0X00;                                               //清空计数器         
    

  29. }
    

  30. //延时nms
    

  31. //注意nms的范围
    

  32. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    

  33. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    

  34. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
    

  35. //对72M条件下,nms<=1864 
    

  36. void delay_ms(u16 nms)
    

  37. {                                     
    

  38.         u32 temp;                   
    

  39.         SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                                //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    

  40.         SysTick->VAL =0x00;                                                        //清空计数器
    

  41.         SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;        //开始倒数  
    

  42.         do
    

  43.         {
    

  44.                 temp=SysTick->CTRL;
    

  45.         }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));                //等待时间到达   
    

  46.         SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;        //关闭计数器
    

  47.         SysTick->VAL =0X00;                                               //清空计数器                      
    

  48. }
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:02 | 显示全部楼层
按键扫描
行扫描，通过中断管脚判断，4条中断线（PA4~PA7）对应4行；列扫描，PA0~PA3逐个拉高电平，通过中断管脚电平被拉高判断。最后将PA0~PA3电平重新拉低，此时由于电平高低变化会再次产生中断，记得退出按键扫描后清中断。
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:02 | 显示全部楼层
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  1. /* 4*4按键矩阵，key0~15及对应value */
    

  2. uint8_t KEY_NUM[4][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
    

  3. uint8_t KEY_DATA[16] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0FF,0xFF};
    

  4.  
    

  5. /* 按键矩阵行对应GPIO管脚 */
    

  6. #define KEY_PIN_ROW0        GPIO_PIN_4
    

  7. #define KEY_PIN_ROW1        GPIO_PIN_5
    

  8. #define KEY_PIN_ROW2        GPIO_PIN_6
    

  9. #define KEY_PIN_ROW3        GPIO_PIN_7
    

  10.  
    

  11. #define KEY_GPIO_ROW0        GPIOA
    

  12. #define KEY_GPIO_ROW1        GPIOA
    

  13. #define KEY_GPIO_ROW2        GPIOA
    

  14. #define KEY_GPIO_ROW3        GPIOA
    

  15.  
    

  16. /* 按键矩阵列对应GPIO管脚 */
    

  17. #define KEY_PIN_COLUMN0        GPIO_PIN_0
    

  18. #define KEY_PIN_COLUMN1        GPIO_PIN_1
    

  19. #define KEY_PIN_COLUMN2        GPIO_PIN_2
    

  20. #define KEY_PIN_COLUMN3        GPIO_PIN_3
    

  21.  
    

  22. #define KEY_GPIO_COLUMN0        GPIOA
    

  23. #define KEY_GPIO_COLUMN1        GPIOA
    

  24. #define KEY_GPIO_COLUMN2        GPIOA
    

  25. #define KEY_GPIO_COLUMN3        GPIOA
    

  26.  
    

  27.  
    

  28. /* 扫描按键，中断模式下扫描列会反转电平，额外产生一次中断，需清中断 */
    

  29. uint8_t keyScan(uint16_t GPIO_Pin)
    

  30. {
    

  31.         GPIO_TypeDef* GPIOx;
    

  32.         uint8_t key_row,key_column;
    

  33.         
    

  34.         /* 扫描行 */
    

  35.         switch(GPIO_Pin)
    

  36.         {
    

  37.                 case KEY_PIN_ROW0:
    

  38.                         key_row = 0;
    

  39.                         GPIOx = KEY_GPIO_ROW0;
    

  40.                         break;
    

  41.                 case KEY_PIN_ROW1:
    

  42.                         key_row = 1;
    

  43.                         GPIOx = KEY_GPIO_ROW1;
    

  44.                         break;
    

  45.                 case KEY_PIN_ROW2:
    

  46.                         key_row = 2;
    

  47.                         GPIOx = KEY_GPIO_ROW2;
    

  48.                         break;
    

  49.                 case KEY_PIN_ROW3:
    

  50.                         key_row = 3;
    

  51.                         GPIOx = KEY_GPIO_ROW3;
    

  52.                         break;
    

  53.                 default:
    

  54.                         key_row = 3;
    

  55.                         break;
    

  56.         }
    

  57.         
    

  58.         /* 扫描列-电平反转，会额外产生一次中断 */
    

  59.         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN0,KEY_PIN_COLUMN0,GPIO_PIN_SET);
    

  60.         if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))
    

  61.         {
    

  62.                 key_column = 0;
    

  63.         }
    

  64.         else
    

  65.         {
    

  66.                 HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN1,KEY_PIN_COLUMN1,GPIO_PIN_SET);
    

  67.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))
    

  68.                 {
    

  69.                         key_column = 1;
    

  70.                 }
    

  71.                 else
    

  72.                 {
    

  73.                         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN2,KEY_PIN_COLUMN2,GPIO_PIN_SET);
    

  74.                         if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))
    

  75.                         {
    

  76.                                 key_column = 2;
    

  77.                         }
    

  78.                         else
    

  79.                         {
    

  80.                                 HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN3,KEY_PIN_COLUMN3,GPIO_PIN_SET);
    

  81.                                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))
    

  82.                                 {
    

  83.                                         key_column = 3;
    

  84.                                 }
    

  85.                         }
    

  86.                 }
    

  87.         }
    

  88.         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN0,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
    

  89.         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN1,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
    

  90.         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN2,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
    

  91.         HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN3,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);
    

  92.         
    

  93.         printf("key%d\r\n",KEY_NUM[key_row][key_column]);
    

  94.         return KEY_NUM[key_row][key_column];
    

  95. }
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:03 | 显示全部楼层
进入低功耗
进入低功耗之前关闭所有时钟并将IO口设为输入模式以降低功耗，若接入了外设，则该IO口模式不变以保持电平，使得外设正常工作。
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:04 | 显示全部楼层
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  1. void StopMode_Measure(void)
    

  2. {
    

  3.   /* Enter Stop Mode */
    

  4.         HAL_UART_MspDeInit(&huart1);
    

  5.         GPIO_RCC_disable();
    

  6.         HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
    

  7. }
    

  8. /**********关闭GPIO时钟，降低功耗**********/
    

  9. void GPIO_RCC_disable(void)
    

  10. {
    

  11.         /* GPIO Ports Clock Enable */
    

  12.         __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    

  13.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    

  14.         __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    

  15.         __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    

  16.  
    

  17.         GPIOA->MODER = 0xFFFFFFFF;
    

  18.         GPIOB->MODER = 0xFFFFFFFF;
    

  19.         GPIOC->MODER = 0xFFFFFFFF;
    

  20.         GPIOH->MODER = 0xFFFFFFFF;
    

  21.  
    

  22.         __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();
    

  23.         __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();
    

  24.         __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();
    

  25.         __HAL_RCC_GPIOH_CLK_DISABLE();
    

  26.  
    

  27. }
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:05 | 显示全部楼层
退出低功耗
进入按键中断后，系统采用低速时钟，需SystemClock_Config()，重新配置并打开系统时钟（最重要），打开其它被关闭的时钟等。最简单粗暴就把所有外设初始化。

/* 初始化，打开对应外设时钟 */
        SystemClock_Config();
        delay_init();       
        MX_GPIO_Init();
        HAL_UART_MspInit(&huart1);
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 楼主| 纠结的那些年 发表于 2023-1-27 12:06 | 显示全部楼层
我自己测试时（无其它外设），32M时钟工作电流11mA左右，8M时钟工作电流3.5mA左右，进入低功耗电流2.8uA左右。有问题可讨论，大家一起进步。
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