STM32CUBEMX stm32L151按键低功耗及唤醒

只看该作者 · 2023-1-27 11:32

CUBEMX配置1、选择芯片，当前示例选择stm32l151c8t6

2、配置RCC及SYS

只需配置高速时钟（HSE）和DEBUG

只看该作者 · 2023-1-27 11:33

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。

只看该作者 · 2023-1-27 11:51

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。

只看该作者 · 2023-1-27 11:57

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。

只看该作者 · 2023-1-27 11:58

只看该作者 · 2023-1-27 11:59

生成代码
选择MDK5，.c/.h文件分开。

只看该作者 · 2023-1-27 12:00

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;
}

只看该作者 · 2023-1-27 12:01

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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void delay_init()

{

        uint32_t CLKSource = SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK;        //选择时钟源

        uint32_t DIV = 1;                                                                //分频系数

        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

        {

                CLKSource = SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK_DIV8;

                DIV = 8;

        }

        

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

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

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

}                                                                    

 

//延时nus                                                                                       

void delay_us(u32 nus)

{                

        u32 temp;                     

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

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

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

        do

        {

                temp=SysTick->CTRL;

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

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

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

}

//延时nms

//注意nms的范围

//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:

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

//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms

//对72M条件下,nms<=1864 

void delay_ms(u16 nms)

{                                     

        u32 temp;                   

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

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

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

        do

        {

                temp=SysTick->CTRL;

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

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

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

}

只看该作者 · 2023-1-27 12:02

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。

只看该作者 · 2023-1-27 12:02

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/* 4*4按键矩阵，key0~15及对应value */

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

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

 

/* 按键矩阵行对应GPIO管脚 */

#define KEY_PIN_ROW0        GPIO_PIN_4

#define KEY_PIN_ROW1        GPIO_PIN_5

#define KEY_PIN_ROW2        GPIO_PIN_6

#define KEY_PIN_ROW3        GPIO_PIN_7

 

#define KEY_GPIO_ROW0        GPIOA

#define KEY_GPIO_ROW1        GPIOA

#define KEY_GPIO_ROW2        GPIOA

#define KEY_GPIO_ROW3        GPIOA

 

/* 按键矩阵列对应GPIO管脚 */

#define KEY_PIN_COLUMN0        GPIO_PIN_0

#define KEY_PIN_COLUMN1        GPIO_PIN_1

#define KEY_PIN_COLUMN2        GPIO_PIN_2

#define KEY_PIN_COLUMN3        GPIO_PIN_3

 

#define KEY_GPIO_COLUMN0        GPIOA

#define KEY_GPIO_COLUMN1        GPIOA

#define KEY_GPIO_COLUMN2        GPIOA

#define KEY_GPIO_COLUMN3        GPIOA

 

 

/* 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 */

uint8_t keyScan(uint16_t GPIO_Pin)

{

        GPIO_TypeDef* GPIOx;

        uint8_t key_row,key_column;

        

        /* 扫描行 */

        switch(GPIO_Pin)

        {

                case KEY_PIN_ROW0:

                        key_row = 0;

                        GPIOx = KEY_GPIO_ROW0;

                        break;

                case KEY_PIN_ROW1:

                        key_row = 1;

                        GPIOx = KEY_GPIO_ROW1;

                        break;

                case KEY_PIN_ROW2:

                        key_row = 2;

                        GPIOx = KEY_GPIO_ROW2;

                        break;

                case KEY_PIN_ROW3:

                        key_row = 3;

                        GPIOx = KEY_GPIO_ROW3;

                        break;

                default:

                        key_row = 3;

                        break;

        }

        

        /* 扫描列-电平反转，会额外产生一次中断 */

        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN0,KEY_PIN_COLUMN0,GPIO_PIN_SET);

        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))

        {

                key_column = 0;

        }

        else

        {

                HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN1,KEY_PIN_COLUMN1,GPIO_PIN_SET);

                if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))

                {

                        key_column = 1;

                }

                else

                {

                        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN2,KEY_PIN_COLUMN2,GPIO_PIN_SET);

                        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))

                        {

                                key_column = 2;

                        }

                        else

                        {

                                HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN3,KEY_PIN_COLUMN3,GPIO_PIN_SET);

                                if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin))

                                {

                                        key_column = 3;

                                }

                        }

                }

        }

        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN0,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN1,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN2,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(KEY_GPIO_COLUMN3,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);

        

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

        return KEY_NUM[key_row][key_column];

}

只看该作者 · 2023-1-27 12:03

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。

只看该作者 · 2023-1-27 12:04

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void StopMode_Measure(void)

{

  /* Enter Stop Mode */

        HAL_UART_MspDeInit(&huart1);

        GPIO_RCC_disable();

        HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

}

/**********关闭GPIO时钟，降低功耗**********/

void GPIO_RCC_disable(void)

{

        /* GPIO Ports Clock Enable */

        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

        __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

        __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

 

        GPIOA->MODER = 0xFFFFFFFF;

        GPIOB->MODER = 0xFFFFFFFF;

        GPIOC->MODER = 0xFFFFFFFF;

        GPIOH->MODER = 0xFFFFFFFF;

 

        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();

        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();

        __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();

        __HAL_RCC_GPIOH_CLK_DISABLE();

 

}

只看该作者 · 2023-1-27 12:05

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);

只看该作者 · 2023-1-27 12:06

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。