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F030R8_让你简单学会低功耗编程(Part1浅谈篇)

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本帖最后由 一个人破 于 2022-3-29 22:17 编辑

#申请原创# F030R8_让你简单学会低功耗编程(Part1浅谈篇)
(以下内容是以APM32F030R8T6芯片为例)

写这篇帖子的初衷
想想自己当初也是从菜鸟开始,在学习的过程中遇到各种各样的使用问题,然后反复上网查找资料,慢慢进步。为了守护那些懵懂无知的秀发,因此决定留下一些记录,也欢迎大家交流指正,愿世界再无脱发!
这篇主要是浅谈,并不打算讲具体的寄存器之类的,而是说说怎么进入真正的低功耗模式。因为寄存器之类的,都是可以自己看手册了解(真不是我懒啦,内容那么多)。如果能让你简单知道低功耗模式并能成功编程进入,那就ok了。内容并不深,后面可能还会出调试篇、应用篇。

1、低功耗概述
低功耗模式,顾名思义就是可以让MCU在更低的功耗情况下运行。相关资料可以看极海的用户手册第六章,电源管理单元(PMU)的内容,详见《APM32F030x6x8xC 用户手册》。
  图1.目录.png  
其中主要是3种模式:睡眠模式、停止模式、待机模式。当然,其实也可以细分为4种模式,因为STOP模式有两种分支,后面再讲。
Ø  睡眠模式 (Sleepmode) (CPU 时钟关闭 , 所有外设包括内核外设如 NVIC, SysTick, 等仍在运行 )
Ø  停止模式 (Stopmode) ( 所有时钟都停止 )
Ø  待机模式 (Standbymode) (1.8V 供电域断电 )
同等条件下的功耗排序:运行模式 > 睡眠模式 > 停止模式 > 待机模式
那该如何进行编程,让MCU运行在低功耗模式下呢?

2、常用的三步法
1)将无用的IO配置为模拟输入状态
查找数据手册,我们可以看到APM32F030R8T6的GPIO有A、B、C、D、F口
  图2.引脚图.png  
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
代码如下:
  
void GPIO_ALL_init(void)
{
         GPIO_Config_T  gpioConfig;

     /** Enable the GPIO Clock */
         //F030R8没有GPIOE
  
RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOA|RCM_AHB_PERIPH_GPIOB|RCM_AHB_PERIPH_GPIOC|RCM_AHB_PERIPH_GPIOD|RCM_AHB_PERIPH_GPIOF);
  
  
     /** Configure the GPIO_LED pin */
  
     gpioConfig.pin = GPIO_PIN_ALL;
  
     gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AN;
  
     gpioConfig.speed = GPIO_SPEED_50MHz;
  
     gpioConfig.pupd = GPIO_PUPD_NO;
  
  
     GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);
  
     GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfig);
  
     GPIO_Config(GPIOC, &gpioConfig);
  
     GPIO_Config(GPIOD, &gpioConfig);
  
//      GPIO_Config(GPIOE,  &gpioConfig);
  
     GPIO_Config(GPIOF, &gpioConfig);
  
RCM_DisableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOA|RCM_AHB_PERIPH_GPIOB|RCM_AHB_PERIPH_GPIOC|RCM_AHB_PERIPH_GPIOD|RCM_AHB_PERIPH_GPIOF);
  
}
  

2)关闭外设时钟
外设时钟可以参考用户手册的时钟树。不过我一般都是直接点开 关于时钟的库函数(rcm.h),然后看下有哪些外设时钟开关。
  图3.时钟总线开关代码.png  
可以看到这里有三条外设时钟总线开关:AHB、APB1、APB2
  
代码如下:
  
//关闭外设时钟
  
RCM->AHBCLKEN = 0;
  
RCM->APBCLKEN1 = 0;
  
RCM->APBCLKEN2 = 0;
  

3)进入低功耗模式
进入低功耗模式的配置其实很简单,也是三步:打开电源管理的时钟、清除唤醒标志、进入想要的低功耗模式。
代码如下:
  
/* 低功耗程序 */
  
//系统进入睡眠模式
  
void Sys_Enter_Sleep(void)
  
{
  
         RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_PMU);//使能PMU时钟
  
         PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_WUPF);//清除唤醒标志
  
         PMU_EnterSleepMode(PMU_SLEEPENTRY_WFI);
  
}
  
  
//系统进入停止模式——PMU_REGULATOR_ON
  
void Sys_Enter_Stop_on_Mode(void)
  
{
  
         RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_PMU);//使能PMU时钟
  
         PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_WUPF);//清除唤醒标志
  
         PMU_EnterSTOPMode(PMU_REGULATOR_ON,PMU_STOPENTRY_WFI);
  
}
  
  
//系统进入停止模式——PMU_REGULATOR_LowPower
  
void Sys_Enter_Stop_Lowpower_Mode(void)
  
{
  
         RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_PMU);//使能PMU时钟
  
         PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_WUPF);//清除唤醒标志
  
         PMU_EnterSTOPMode(PMU_REGULATOR_LowPower,PMU_STOPENTRY_WFI);
  
}
  
  
//系统进入待机模式
  
void Sys_Enter_Standby(void)
  
{
  
         RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_PMU);//使能PMU时钟
  
         PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_STDBYF);//清除唤醒标志
  
         PMU_EnterSTANDBYMode();
  
}
  

下图是进入停止模式(Sys_Enter_Stop_Lowpower_Mode)的效果图
  图4.停止模式效果图.png  

下面同等条件下的是几种模式功耗比对
  
程序情况:
  图5.测试代码.png
  
测试情况:(我这颗不代表所有的芯片,只是给大家看下它大概的配置效果)
  图6.测试情况.png
可以看到运行模式>睡眠模式>停止(on>停止(LP>待机模式
  

3、低功耗唤醒
进入低功耗之后,接着就是唤醒了。低功耗唤醒其实没什么好说的,也没遇到过什么坑,所以操作就不说了,可以自己看手册说明。不过这几种低功耗模式唤醒后,你知道程序分别是在哪里继续运行吗?我觉得这个还是有必要说说的。

1)睡眠模式和停止模式唤醒后其实都是从唤醒语句之后继续运行的。唤醒语句是啥?不知道你对低功耗模式库函数的参数“WFI”有没有印象。见下图:
  图7.参数WFI.png  
点进库函数,看看这里的参数:有WFI和WFE两种方式
  图8.WFI和WFE.png  
WFI好比女巫的沉睡咒语,全称“WaitFor interrupt”等待中断,这条指令执行后MCU就进了低功耗模式,等到中断触发后MCU会被唤醒,此后程序继续在这个指令后面运行。
相同的,WFI还有个兄弟,叫WFE,“Wait ForEvent”等待事件。相同的用法,这条指令执行后MCU就进了低功耗模式,等到事件触发后MCU会被唤醒,此后程序继续在这个指令后面运行。
这里有个别人的链接可以帮你了解它们:
https://wk.baidu.com/view/6d9b3101bfd126fff705cc1755270722192e5969
  图9.唤醒后的代码运行.png  

2)而比对待机模式的库函数,你是不是发现了什么。它没有给你唤醒方式的配置选择,这是写这个库的技术人员失误吗?不是,这是很巧妙的在引导我们,待机模式与其它模式的不同。因为待机模式唤醒后,是相当于复位的,它是从程序的最初重新跑一遍!
  图10.待机模式唤醒.png  

4、最后一点注意
如果你是低功耗模式新人,然后使用我的附件程序,保证你绝不空军,能正常进入低功耗模式。但在重新下载程序时可能会遇到如下问题,并让你感到不知所措。你猜这是怎么了?自己看手册,联系低功耗的性质多想想。欲知详情如何,且听下回分解,《让你简单学会低功耗编程(Part2调试篇)》,帮助你了解更多低功耗的故事。
  图11.error1.png
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.jpg
  图12.error2.png  

参考资料
编程软件:Keil uVision5
极海SDK:APM32F0xx_SDK_v1.5
极海用户手册:《APM32F030x6x8xC用户手册 V1.4.pdf》
极海数据手册:《APM32F030x6x8数据手册 V1.3.pdf》
*如有侵权,请联系我,我马上删除。



1.目录.png (17.35 KB )

1.目录.png

图2.引脚图.png (97.81 KB )

图2.引脚图.png

图3.时钟总线开关代码.png (57.96 KB )

图3.时钟总线开关代码.png

图4.停止模式效果图.png (535.57 KB )

图4.停止模式效果图.png

图5.测试代码.png (50.7 KB )

图5.测试代码.png

图6.测试情况.png (409.86 KB )

图6.测试情况.png

图7.参数WFI.png (28.36 KB )

图7.参数WFI.png

图8.WFI和WFE.png (40.88 KB )

图8.WFI和WFE.png

图9.唤醒后的代码运行.png (39.48 KB )

图9.唤醒后的代码运行.png

图10.待机模式唤醒.png (28.23 KB )

图10.待机模式唤醒.png

图11.error1.png (23.61 KB )

图11.error1.png

图12.error2.png (47.06 KB )

图12.error2.png

APM32F030CBT6_SDK_低功耗程序_guo.rar

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F030R8_让你简单学会低功耗模式(part1浅谈篇).pdf

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沙发
一个人破|  楼主 | 2022-3-29 22:25 | 只看该作者
发现这个论坛,目前图片处理还在升级中。所以上传了附件,方便大家阅读

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板凳
多云转晴| | 2022-3-31 15:12 | 只看该作者
受益匪浅!期待调试篇

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地板
troydiy| | 2022-3-31 15:30 | 只看该作者
很详细的描述,期待你的Part2

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5
onemoren| | 2022-3-31 18:58 | 只看该作者
相当有热情,图文相当有质量,点赞!

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6
zjh20070904| | 2022-4-1 14:49 | 只看该作者
待机模式 (Standbymode) (1.8V 供电域断电 ),

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7
zjh20070904| | 2022-4-1 14:56 | 只看该作者
比较详细,期待part2,
另外,从手册来看,待机模式的1.8V,是不是1.5V?

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8
地球十强666| | 2022-4-1 16:03 | 只看该作者
厉害厉害

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9
大吉| | 2022-4-2 15:39 | 只看该作者
膜拜大神

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10
caigang13| | 2022-4-2 22:14 | 只看该作者
透彻详细

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11
一个人破|  楼主 | 2022-4-6 00:05 | 只看该作者
zjh20070904 发表于 2022-4-1 14:56
比较详细,期待part2,
另外,从手册来看,待机模式的1.8V,是不是1.5V?

对的,应该是1.5V,感谢提醒

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12
Adagio827| | 2022-4-6 14:24 | 只看该作者
太厉害啦

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13
chenjun89| | 2022-4-7 08:20 | 只看该作者
楼主的网名有点给力啊

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地球十强666| | 2022-4-7 15:02 | 只看该作者
这个厉害;

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15
LittleWhiteee| | 2022-4-7 16:29 | 只看该作者
牛呀 大神大神

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