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STM32超低功耗入门之认识超低功耗

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一. 为什么要用超低功耗
在接触到嵌入式的时候,首先就是熟悉各个时钟线。每次拿到一个新的 STM32 板子都会用 CUBEMX 去把时钟配置到支持的最高频率,当然在最高频率下运行会得到最强的性能。最强的性能带来的也就是最高的功耗,在某些场景下,只能使用电池供电,就对功耗要求比较高了,比如智能穿戴,安装在野外的设备,我们不是时刻都需要让 MCU 运行在最高频率,这个时候就需要通过 MCU 来控制整个产品的功耗。

本系列文章以 STM32L4 系列来讲解。L0 比 L4 少两种停机模式。 STM32L1 没有 LPUART 和 LPTIM。L5 太高端没有板子。

二. 认识低功耗
本文资料全部来源于 ST 提供的资料

1. STM32L4 支持的最低功耗
参考手册:DS11449



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沙发
雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:37 | 只看该作者
2. STM32L4 支持低功耗模式
参考手册 :RM0394

支持的低功耗模式:

Sleep mode : 睡眠模式
Low-power run mode :低功耗运行模式
Low-power sleep mode :低功耗睡眠模式
Stop 0, Stop 1 and Stop 2 modes :3 种停止模式
Standby mode :待机模式
Shutdown mode :停机模式
再加上运行模式,则 STM32L4 支持的运行模式就是:9 种

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板凳
雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:39 | 只看该作者
三. 不同低功耗的区别
参考手册:RM0394

先看官方手册的说明

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地板
雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:40 | 只看该作者

这个表格非常详尽的说明了各种模式下的 进入 与 唤醒 方式,这里对几个不是经常看到的专业单词做以 简单 说明:

本解释尽可能的简介,难免存在解释不到位的情况,如需更详细的了解,请自行查阅资料。

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:40 | 只看该作者
不同低功耗模式下的对比,参考 DS11449

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:40 | 只看该作者

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:40 | 只看该作者

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:41 | 只看该作者
不同的工作模式下,选择的电压调节器不一样也会导致功耗的不一样,这里以 sleep 模式来说明:
参考文档:RM0394

MR range 1 :

MCU 核心的供电电压是 1.2V ,最高可运行到 80MHZ

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:41 | 只看该作者
MR range 2

MCU 核心的供电电压是 1.0 V ,最高可运行到 26MHZ,通过 PWR_CR1 寄存器来配置

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:42 | 只看该作者
SMPS range 2 High

MCU 核心的供电电压高于是 1.08 V

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:42 | 只看该作者
SMPS range 2 Low
参考上图 :MCU 核心的供电电压高于是 1.05 V

SMPS模式,就是指芯片支持外接SMPS(Switching Mode Power Supply,开关电源)的给内核供电的意思。即
目前只是部分芯片封装支持可以关闭内部LDO而外接SMPS给内核供电。

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:43 | 只看该作者
注意事项参考:AN4978.

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:43 | 只看该作者
各种运行模式的切换,参考 RM0394

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:43 | 只看该作者
例如低功耗睡眠模式,唤醒之后不能立刻切换到,运行模式,唤醒之后运行在低功耗运行模式。所以低功耗睡眠模式 唤醒之后进入低功耗低功耗运行模式,然后再切换到运行模式。

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雨果喝水|  楼主 | 2023-11-27 23:43 | 只看该作者
四. 总结
熟悉上面的资料对 STM32 超低功耗就有一个基本的认识。
超低功耗是一个细活要一点一点扣,本文仅仅对 MCU 部分做了介绍
超低功耗是一个软硬件结合的工作,软件的逻辑,硬件的供电都会导致功耗的差异
本文有本人收集整理,如有错误欢迎指正。

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Wordsworth| | 2024-8-1 07:05 | 只看该作者

从定时器为TIM2,从模式选择为门控模式,触发源选择ITR0,开启定时器2中断。

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Clyde011| | 2024-8-1 08:08 | 只看该作者

根据实际需求选择用哪种方式

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公羊子丹| | 2024-8-1 09:01 | 只看该作者

每条大电流的地线要短而宽

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万图| | 2024-8-1 10:04 | 只看该作者

使能主从模式,触发事件选择为更新事件,不需要开启中断。

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Uriah| | 2024-8-1 11:07 | 只看该作者

主从定时的方式占用CPU资源少

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