自制简易电子称（第四篇——低功耗设计）

只看该作者 · 2018-7-26 20:46

显示屏加上多个外部模块同时工作，电子称的功耗还是很大的。
但是不用担心，因为STM32提供了三种低功耗模式——睡眠、停机、待机

顺便说下32芯片的几种工作模式：

1、工作模式：外设正常运行，内核CPU及SRAM供电，未使用外设的时钟默认关闭。

2、睡眠模式：只有CPU停止工作，各个外设正常工作，依靠任何中断/事件唤醒。

3、停机模式：1.8V供电区域时钟被停止，内部HSI,PLL,外部时钟HSE均关闭，同时电压检测器也可进入低功耗模式，但SRAM和寄存器不断电，此时只能依靠外部中断(EXTI)和RTC时钟才能唤醒。

4、待机模式：1.8V供电区域被时钟停止，内部HSI,PLL,外部时钟HSE均关闭，同时电压检测器也可进入低功耗模式，SRAM和不属于待机电路的寄存器也被断电关闭，此时即使是外部中断(EXTI)也不能将其唤醒，只能通过复位（外部复位，看门狗复位）、唤醒引脚、RTC时钟来唤醒。

但是无论是在停止模式还是待机模式下，RTC和IWDG及其时钟源不会被关闭。

以STM32进入低功耗模式为主，其他模块也一同进入相应的睡眠模式，将系统在不承重的时候功耗最低。

并且可以配置睡眠状态下的唤醒方式——中断唤醒或者事件唤醒。
本系统在低功耗下进入停机模式。
进入停机模式只需要两句话即可：

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/*

低功耗的同时设置了中断唤醒方式，所以需要在按键中断中重新配置系统时钟（重要）：

复制

/*

** 系统从停止模式被唤醒时是使用HSI作为系统时钟的

   停机唤醒后配置系统时钟: 使能 HSE, PLL

   并且选择PLL作为系统时钟.

*/

void Restart_From_Low_Power(void)

{

        //启动并配置stm32

        ErrorStatus HSEStartUpStatus;

   //使能 HSE

   RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);



   //等待 HSE 准备就绪

   HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();



   if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

   {

                 //使能 PLL

                 RCC_PLLCmd(ENABLE);



                 //等待 PLL 准备就绪

                 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

                 {

                 }



                 //选择PLL作为系统时钟源 

                 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);



                 //等待PLL被选择为系统时钟源

                 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)

                 {

                 }

   }

        

        //启动CS1237

        CS1237_Restart();

        

        //启动触摸屏

        HMI_Unsleep_Mode();

        

        //显示OLED

        OLED_Display_On();

        

}

目标效果：当电子称没有进行称重的一段时间后，自动进入低功耗模式，并且可以利用按键一键唤醒。

实施思路：

当系统处于静止并没有称量任何物品的时候，转换的重量为0g，选择小于1g作为低功耗的判断标志是为了防止微小抖动带来的误差。
采用LED闪烁来提示用户当前没有称量任何物品。LED会在系统判断上述条件满足时闪烁一次。
在中间任何时刻开始称重，系统会自动清零之前的计数标志，重新开始判断。
以系统主循环作为定时标志，可以节省一个定时器资源。实测主循环一次时间约为1.5秒，当LED闪烁50次，也就是75秒之后，系统会自动进入睡眠模式。
睡眠模式包括AD芯片的Power down模式，HMI触摸屏的睡眠模式，OLED屏幕的片选失能和STM32主控芯片的停止模式。
当STM32处于停止模式的时候，系统关闭所有外设时钟，停止运转。此时内部电流最低可低至20uA。

具体实现程序：

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 //低功耗判断

                low_power_weight_1 = now_weight;

                if((low_power_weight_1 < 1) && ((low_power_weight_1-low_power_weight_2 < 1) || (low_power_weight_2-low_power_weight_1 < 1)))

                {

                        low_power_num++;

                        LED1_Twinkling(2);

                        LED2_Twinkling(2);

                        Delay_ms(1000);

                }

                else

                {

                        low_power_num = 0;

                        low_power_weight_2 = low_power_weight_1;

                }

                

                //重量低于1g并且在x秒内没有变化，即开始进入低功耗

                if(low_power_num >= 50)

                {

                        //计数清零，准备下一次的计数

                        low_power_num = 0;

                        //蜂鸣器首先响用来提示

                        Beep_Warning(3,200);                

                        //进入低功耗

                        Low_Power_Mode();

                }