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STM32物联网项目-低功耗模式

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低功耗模式 电源框图

VDD供电区域一般为2V ~ 3.6V,经过电压调节器可降压到1.8V给CPU核心、存储器和内置数字外设供电,为了降低CPU的功耗,
后备供电区域可由电池供电,输入引脚为VBAT


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沙发
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:02 | 只看该作者
STM32各种电源


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板凳
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:04 | 只看该作者
STM32的低功耗模式

STM32F10xxx有三种低功耗模式:

    睡眠模式:Cortex™-M3内核停止,所有外设包括Cortex-M3核心的外设,如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行

    停止模式:所有的时钟都已停止

    待机模式:1.8V电源关闭

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地板
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:04 | 只看该作者

模式从上到下功耗越低,但唤醒条件越严格

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5
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:19 | 只看该作者
此外,在运行模式下,可以通过以下方式中的一种降低功耗:

    降低系统时钟。时钟频率越慢功耗越低,例如平时使用芯片时的系统时钟频率都是72MHz,这能满足绝大部分外设的要求,但如果是点个流水灯,又想要低功耗,就没必要使用72MHz的,用8M或者更低能运行的话就用低点的,
    关闭APB和AHB总线上未被使用的外设时钟。

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6
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:19 | 只看该作者
低功耗模式下的自动唤醒(AWU)



低功耗模式下的自动唤醒(AWU)在STM32F1是没有的,在F4是有的,但F1可以通过RTC闹钟事件来唤醒
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「ONE_Day|」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_46251230/article/details/126749524

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7
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:20 | 只看该作者
如下面STM32F4的RTC框图,就有16位的唤醒自动重载寄存器,可以通过设定值来唤醒

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8
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:21 | 只看该作者
实验目标

触摸按键1被按下,则系统进入睡眠模式,点击触摸按键4退出睡眠模式;

触摸按键2被按下,则系统进入停止模式,点击触摸按键4退出停机模式;

触摸按键3被按下,则进入待机模式,通过复位按键退出待机模式;

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:21 | 只看该作者
CubeMX配置

按键外部中断的配置,LED灯作系统的指示作用,拉低WIFI模块的使能脚,不然模块会耗电

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:22 | 只看该作者
初始化串口1,用于打印信息

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:23 | 只看该作者
程序 stm32f1xx_hal_pwr.h 下面是进入低功耗模式的三个HAL库函数,可以直接调用



<div>
</div><div>/* Low Power modes configuration functions ************************************/</div>void HAL_PWR_EnterSTOPMode(uint32_t Regulator, uint8_t STOPEntry);        //进入停止模式
void HAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry);    //进入睡眠模式
void HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(void);                                //进入停机模式



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12
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:23 | 只看该作者
进入或退出睡眠模式

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:23 | 只看该作者
以WFI进入睡眠模式后,是可以通过任意一个中断来唤醒的,这里就需要注意了,平时使用的延时函数HAL_Delay()是以SysTick滴答定时器来作为时基的,并且NVIC中默认已经开启了SysTick的中断,如果直接在主函数中调用HAL_PWR_EnterSLEEPMode函数进入睡眠模式的话,SysTick滴答定时器的中断就会立马唤醒系统,达不到低功耗的效果;所以在进入睡眠模式之前,需要先关闭SysTick的中断

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
同理,系统中开启的用户中断也要关闭,如定时器,外部中断等,可以留某些中断用于退出睡眠模式



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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
进入睡眠模式函数

这里可以记住几个函数,有个印象,除了定时器其他的平时都少用,但要用的时候又难找

停止SysTick中断函数——HAL_SuspendTick()

停止定时器6中断——HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6)

关闭外部中断——HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTIx_IRQn)

恢复Systick中断——HAL_ResumeTick()

恢复(启动)定时器6中断——HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6)

恢复外部中断——HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTIx_IRQn)

进入睡眠模式后,通过触摸按键4,触发外部中断,可退出睡眠模式

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
/*
* [url=home.php?mod=space&uid=139335]@name[/url]   Enter_Sleep_Mode
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  进入睡眠模式
* @param  None
* @retval None
*/
static void Enter_Sleep_Mode()
{
    /*注意:任一中断都可以将系统从睡眠模式中唤醒*/

    //需要先关闭Systick和定时器6的中断,否则进入睡眠模式后立马被唤醒
    HAL_SuspendTick();              //停止Systick中断
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6);   //停止定时器6中断

    //关闭外部中断0至2,只允许触摸按键4外部中断退出睡眠模式
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI1_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_IRQn);

    //以WFI进入睡眠模式,可以被任一中断唤醒
    HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);

    //恢复中断
    HAL_ResumeTick();               //恢复Systick中断
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);  //恢复定时器6中断

    //恢复外部中断0至2
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
}

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
进入睡眠模式函数的参数说明

/**
  * @brief Enters Sleep mode.
  * [url=home.php?mod=space&uid=536309]@NOTE[/url]  In Sleep mode, all I/O pins keep the same state as in Run mode.
  * @param Regulator: Regulator state as no effect in SLEEP mode -  allows to support portability from legacy software
  * @param SLEEPEntry: Specifies if SLEEP mode is entered with WFI or WFE instruction.
  *           When WFI entry is used, tick interrupt have to be disabled if not desired as
  *           the interrupt wake up source.
  *           This parameter can be one of the following values:
  *            [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] PWR_SLEEPENTRY_WFI: enter SLEEP mode with WFI instruction
  *            @arg PWR_SLEEPENTRY_WFE: enter SLEEP mode with WFE instruction
  * @retval None
  */
void HAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry)
{
  /* Check the parameters */
  /* No check on Regulator because parameter not used in SLEEP mode */
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(Regulator);

  assert_param(IS_PWR_SLEEP_ENTRY(SLEEPEntry));
  ........
}

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
进入睡眠模式的HAL库函数中,参数Regulator表示电压调节器,而睡眠模式下的电压调节器是始终打开的,那为什么还有这个参数呢?

原因:可以看参数Regulator的英文说明,Regulator state as no effect in SLEEP mode - allows to support portability from legacy software,说的是电压调节器的状态在睡眠模式下是没有影响的,无论传哪个符合的参数进去,电压调节器还是会打开,定义这个参数只是为了兼容以前的代码;同时在函数内部也不对Regulator参数进行检查,该参数在睡眠模式下无效

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鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:24 | 只看该作者
进入和退出停机模式

因为停机模式只能由外部中断来退出,所以可以不停止SysTick定时器中断和定时器中断,在函数中留个按键4外部中断用来退出停机模式,其他外部中断都禁止掉

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20
鱿鱼丝|  楼主 | 2023-2-27 02:25 | 只看该作者
/*
* @name   Enter_Stop_Mode
* @brief  进入停机模式
* @param  None
* @retval None
*/
static void Enter_Stop_Mode()
{
    /*注意:外部中断可以将系统从停机模式中唤醒*/

    //关闭外部中断0至2,只允许触摸按键4外部中断退出停止模式
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI1_IRQn);
    HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_IRQn);

    //以WFI、电压调节器低功耗模式进入停机模式
    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,PWR_STOPENTRY_WFI);

    //退出停机模式时,HSI RC振荡器被选为系统时钟
    //重新选择系统时钟为HSE
    SystemClock_Config();
    //开启外部中断
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
}

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