STM32MX电源管理低功耗模式

只看该作者 · 2022-10-19 15:06

前言：
ST官方例程：（直接移植直接用，接口是现成的）

在你STM32Cube固件库安装路径下.

.\..\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F4_V1.23.0\Projects\STM32F429I-Discovery\Examples\PWR\PWR_CurrentConsumption

下面手册文字截图来源于《STM32F4xx中文参考手册.PDF》的第5 电源控制器（PWR）的5.3 低功耗模式

STM32电源三种低功耗模式介绍

节省功耗（最省电）效果：待机 > 停止 > 睡眠。

手册反复提到了事件和中断这两个词。

只看该作者 · 2022-10-19 15:10

1. 事件（WFI）和中断（WFE）的区别：
事件：包括中断事件和非中断事件。

非中断事件：如GPIO电平变化，外设使能，初始化等不发生中断的事件。

中断事件：例如按键，按下按键会引起GPIO电平的变化（非中断事件）。若把按键配置为外部中断，即把非中断事件变成中断事件。中断是发生中断事件后执行对应的xxx_IRQHandler（）中断服务函数。

详细原理框图可以看STM32F4XX英文参考手册的Figure 41. External interrupt/event controller block diagram

只看该作者 · 2022-10-19 15:11

2. 睡眠模式
2.1 手册

注意：睡眠模式下，无论设置事件（WFI）和中断（WFE），系统时钟SysTick_Handler（）都能将其唤醒。

只看该作者 · 2022-10-19 15:18

2.2 软件步骤（粗体是必做步骤）：
1、进入睡眠前可以降低或者关闭外设的时钟速度达到更好的效果（唤醒后要恢复外设时钟）。

2、失能系统时钟SysTick_Handler（）中断。

3、设置唤醒方式，进入睡眠模式（CPU时钟关闭，内核停止，对其他时钟和ADC时钟无影响，不改变GPIO管脚状态）。

4、唤醒方式：任意中断唤醒或者事件（具体看你设置的唤醒方式）

5、唤醒延时：无

6、唤醒之后：使能系统时钟SysTick_Handler（）中断（唤醒后要恢复外设时钟）。

7、程序继续运行。

只看该作者 · 2022-10-19 15:20

代码：

复制

/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  This function configures the system to enter Sleep mode for

  *         current consumption measurement purpose.

  *         Sleep Mode

  *         ==========  

  *            - System Running at PLL

  *            - Flash 5 wait state

  *            - Instruction and Data caches ON

  *            - Prefetch ON   

  *            - Code running from Internal FLASH

  *            - All peripherals disabled.

  *            - Wakeup using EXTI Line (USER Button)

  * @param  None

  * @retval None

  */

void SleepMode_Measure(void)

{

  //挂起（暂停）系统时钟中断

  HAL_SuspendTick();

  

  /* 进入睡眠模式， 任意中断唤醒 */

  HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

  

  /* 恢复系统时钟中断 */

  HAL_ResumeTick();

  

  /* Add a delay of 200ms after exit from Sleep mode */

  HAL_Delay(200);

}

只看该作者 · 2022-10-19 16:53

停止模式
3.1 手册

只看该作者 · 2022-10-19 17:06

只看该作者 · 2022-10-19 17:33

软件步骤（粗体是必做步骤）：
1、进入睡眠前可以降低或者关闭外设的时钟速度达到更好的效果（唤醒后要恢复外设时钟）。

2、芯片内部FLASH掉电。

3、设置唤醒方式：_WFI 或者 _WFE，（RTC闹钟中断也可以唤醒，后面说）

4、关闭电压调节器（电压调节器是动态调节芯片内部电压，关闭后更加节省功耗，但是唤醒时间加长）

5、进入停止模式：所有的1.2V时钟都关闭（HSI和HSE的振荡器关闭，不改变GPIO管脚状态）。

6、唤醒方式：任意外部中断或者 RTC闹钟

7、唤醒延时：有，（关闭电压调节器唤醒时间更长）。

8、唤醒之后：重新初始化时钟。

9、程序继续运行。

只看该作者 · 2022-10-19 17:34

代码：
下面有两个停止模式函数StopMode_Measure（）和StopUnderDriveMode_Measure（）；

前者是没有关闭电压调节器的，后者是关闭了电压调节器的，但是唤醒时间加长。

两个函数都RTC闹钟定时了20s唤醒。若不喜欢用RTC删除即可。

只看该作者 · 2022-10-19 17:34

extern void SystemClock_Config(void); //外部链接用户初始化时钟

/**
  * @brief  This function configures the system to enter Stop mode with RTC
  *       clocked by LSE or LSI  for current consumption measurement purpose.
  *       STOP Mode with RTC clocked by LSE/LSI
  *       =====================================
  *          - RTC Clocked by LSE or LSI
  *          - Regulator in LP mode
  *          - HSI, HSE OFF and LSI OFF if not used as RTC Clock source
  *          - No IWDG
  *          - FLASH in deep power down mode
  *          - Automatic Wakeup using RTC clocked by LSE/LSI (~20s)
  * @param  None
  * @retval None
  *
  * @NOTE
  *          此函数  没有关闭电压调节器
  *
  */
void StopMode_Measure(void)
{
  RTCHandle.Instance = RTC;

  RTCHandle.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
  RTCHandle.Init.AsynchPrediv = RTC_ASYNCH_PREDIV;
  RTCHandle.Init.SynchPrediv = RTC_SYNCH_PREDIV;
  RTCHandle.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
  RTCHandle.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  RTCHandle.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;

  if(HAL_RTC_Init(&RTCHandle) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }

  /*## 配置RTC唤醒 20s唤醒 ###########################################*/
  HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&RTCHandle, 0xA017, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16);

  /* flash进入掉电 */
  HAL_PWREx_EnableFlashPowerDown();

  /*进入停止模式，外部中断唤醒或者RTC闹钟唤醒 */
  HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

//重新初始化时钟
  SystemClock_Config();

  /* Disable Wake-up timer */
  if(HAL_RTCEx_DeactivateWakeUpTimer(&RTCHandle) != HAL_OK)
  {
/* Initialization Error */
Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief  This function configures the system to enter in Under-Drive stop mode with RTC
  *       clocked by LSE or LSI  for current consumption measurement purpose.
  *       STOP Mode with RTC clocked by LSE/LSI
  *       =====================================
  *          - RTC Clocked by LSE or LSI
  *          - Regulator in LP mode
  *          - Under drive feature enabled
  *          - HSI, HSE OFF and LSI OFF if not used as RTC Clock source
  *          - No IWDG
  *          - FLASH in deep power down mode
  *          - Automatic Wakeup using RTC clocked by LSE/LSI (~20s)
  * @param  None
  * @retval None
  *
  * @note
  *          此函数  关闭电压调节器  ，唤醒需要的时间更长，但是功耗理论更小
  *
  */
void StopUnderDriveMode_Measure(void)
{
  RTCHandle.Instance = RTC;

  /* Configure RTC prescaler and RTC data registers as follow:
   - Hour Format = Format 24
   - Asynch Prediv = Value according to source clock
   - Synch Prediv = Value according to source clock
   - OutPut = Output Disable
   - OutPutPolarity = High Polarity
   - OutPutType = Open Drain */
  RTCHandle.Init.HourFormat = RTC_HOURFORMAT_24;
  RTCHandle.Init.AsynchPrediv = RTC_ASYNCH_PREDIV;
  RTCHandle.Init.SynchPrediv = RTC_SYNCH_PREDIV;
  RTCHandle.Init.OutPut = RTC_OUTPUT_DISABLE;
  RTCHandle.Init.OutPutPolarity = RTC_OUTPUT_POLARITY_HIGH;
  RTCHandle.Init.OutPutType = RTC_OUTPUT_TYPE_OPENDRAIN;

  if(HAL_RTC_Init(&RTCHandle) != HAL_OK)
  {
/* Initialization Error */
Error_Handler();
  }

  /*## Configure the Wake up timer ###########################################*/
  /*  RTC Wakeup Interrupt Generation:
   Wakeup Time Base = (RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV /(LSI))
   Wakeup Time = Wakeup Time Base * WakeUpCounter
               = (RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV /(LSI)) * WakeUpCounter
   ==> WakeUpCounter = Wakeup Time / Wakeup Time Base
   To configure the wake up timer to 20s the WakeUpCounter is set to 0xA017:
      RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV = RTCCLK_Div16 = 16
      Wakeup Time Base = 16 /(~32.768KHz) = ~0,488 ms
      Wakeup Time = ~20s = 0,488ms  * WakeUpCounter
      ==> WakeUpCounter = ~20s/0,488ms = 40983 = 0xA017 */
  HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&RTCHandle, 0xA017, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16);

  /* FLASH Deep Power Down Mode enabled */
  HAL_PWREx_EnableFlashPowerDown();

  /* Enter under-drive Stop Mode */
  HAL_PWREx_EnterUnderDriveSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

  /* Configures system clock after wake-up from STOP: enable HSE, PLL and select
   PLL as system clock source (HSE and PLL are disabled in STOP mode) */
//  SYSCLKConfig_STOP();
  SystemClock_Config();

  /* Disable Wake-up timer */
  if(HAL_RTCEx_DeactivateWakeUpTimer(&RTCHandle) != HAL_OK)
  {
/* Initialization Error */
Error_Handler();
  }
}

只看该作者 · 2022-10-19 17:42

待机模式
4.1 手册