Standby模式 RTC唤醒与WKUP唤醒

只看该作者 · 2023-8-15 14:46

本帖最后由 Alden 于 2023-8-24 18:24 编辑

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部分应用中，会有功耗要求，在功耗要求比较高的场景，要提高使用电池供电设备的待机时间。
就需要关闭耗电高的器件、比如LCD屏幕、LED灯等，MCU也可以配置到低功耗状态来进一步降低。

APM32F103系列低功耗模式有三种：睡眠模式、停止模式和待机模式。通过关闭内核、时钟源、设置调压器来降低功耗。
每种低功耗模式的功耗、唤醒启动时间、唤醒方式、唤醒后数据的保存存在差异；功耗越低，唤醒时间越长，唤醒方式越少，唤醒后保存的数据越少，用户可以根据需求选择最合适的低功耗模式。下图是三种低功耗模式的差异

APM32F103系列查看数据手册，可以看到各工作模式下的功耗差异。
根据主频和外设使用情况的不同：
Run mode:19.4~32.9mA
Sleep mode:5.2~21.5mA
Stop mode:20uA左右
Standby mode：4uA左右
可以看到各低功耗模式的功耗差异还是非常大的，特别的是standby模式，可以满足绝大部分低功耗需求。

Standby模式功耗最低，但待机时内核停止工作，外设也停止工作，内核寄存器、内存的数据会丢失。唤醒后相当于程序复位从头开始执行。
唤醒的方式可以通过WKUP 引脚的上升沿， RTC 闹钟、唤醒、入侵事件或 NRST 引脚外部复位及 IWDT

一般常用的就是通过WKUP 引脚或RTC来唤醒MCU。接下来简单测试下这两种方式。
WKUP唤醒的配置比较简单，只需要配置PMU_CSTS的WKUPCFG位即可。

对应库函数为： PMU_EnableWakeUpPin();
然后在进入standby前清除唤醒标志位，避免标志位干扰即可：
PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_WUE);
PMU_EnterSTANDBYMode();

而RTC的唤醒首先需要对RTC进行初始化。

复制

void RTC_Init(void)

{

    if(PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_SB) == SET)

    {

        APM_MINI_LEDOn(LED3);



        PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_SB);



        RTC_WaitForSynchro();

    }

                

    else

    {

        BAKPR_Reset();



                          RCM_EnableLSI();

        while(RCM_ReadStatusFlag(RCM_FLAG_LSIRDY) == RESET);

        RCM_ConfigRTCCLK(RCM_RTCCLK_LSI);

        RCM_EnableRTCCLK();



        RTC_WaitForSynchro();

                          RTC_ConfigPrescaler(40000);

        RTC_WaitForLastTask();

    }

}

这里使用LSI作为时钟源，Standby唤醒虽然主程序会从头运行，但RTC的配置不受影响，所以根据PMU_CSTS的待机标志，可以不用重复配置RTC，节省初始化时间。
再配置SysTick中断和按键PA1的中断，分别做系统运行闪烁指示和按键进入Standby的判断。
同时在EINT1_IRQHandler中进入standby前，进行RTC闹钟配置，让MCU进standby唤醒3秒后自动唤醒。

复制

void SysTick_Handler(void)

{

    APM_MINI_LEDToggle(LED2);

}



void EINT1_IRQHandler(void)

{

    if(EINT_ReadIntFlag(KEY1_BUTTON_EINT_LINE) != RESET)

    {

        EINT_ClearIntFlag(KEY1_BUTTON_EINT_LINE);

        APM_MINI_LEDOn(LED2);



        RTC_ClearStatusFlag(RTC_FLAG_SEC);

        while(RTC_ReadStatusFlag(RTC_FLAG_SEC) == RESET);



        RTC_ConfigAlarm(RTC_ReadCounter()+ 3);

        RTC_WaitForLastTask();

                                PMU_ClearStatusFlag(PMU_FLAG_WUE);

        PMU_EnterSTANDBYMode();

    }

}

对应main中进行初始化配置。

复制

int main(void)

{

    RCM_EnableAPB1PeriphClock((RCM_APB1_PERIPH_T)(RCM_APB1_PERIPH_PMU | RCM_APB1_PERIPH_BAKR));



    APM_MINI_LEDInit(LED2);

    APM_MINI_LEDInit(LED3);

    APM_MINI_PBInit(BUTTON_KEY1, BUTTON_MODE_EINT);



    APM_MINI_LEDOn(LED2);

    APM_MINI_LEDOff(LED3);



    PMU_EnableWakeUpPin();

    PMU_EnableBackupAccess();



    RTC_Init();



    SysTick_Init();



    while(1)

    {

                          if(PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_WUE) == SET)

    {

        APM_MINI_LEDOn(LED3);



    }

                else

                {

                        APM_MINI_LEDOff(LED3);

                }

    }

}

运行效果为：
上电LED2闪烁，表示MCU在运行状态。
按下PA1的按键，LED2熄灭，MCU进入standby模式。
3秒后MCU自动唤醒，或者给PA0一个上升沿信号也可以唤醒。
唤醒后，LED2继续闪烁，LED3常亮，表示进入过了standby模式。

而我main中多了一句：
if(PMU_ReadStatusFlag(PMU_FLAG_WUE) == SET)
{
APM_MINI_LEDOn(LED3);
}

这是为了验证用户手册说的：

实测也是运行状态下，如果PA0也就是WKUP引脚是高电平，这个标志位就会置位，并且由于标志位一直置位，如果保持PA0一直是高电平的状态进入standby，RTC闹钟无法唤醒MCU，需要PA0有个上升沿型号才行。
所以，应用中使用WUKP需要保持空闲状态低电平，需要唤醒时拉高，避免标志位不对。
补充下standby模式下的功耗，只有3uA,还是相当不错的。