21ic电子技术开发论坛 › 单片机与嵌入式系统 › ST MCU › 【STM32U083测评】一箭六雕测试低功耗模式的进入与唤醒 ...
返回列表 发新帖我要提问

[STM32U0] 【STM32U083测评】一箭六雕测试低功耗模式的进入与唤醒

[复制链接]
3490|5
 楼主| xhackerustc 发表于 2024-5-26 18:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
测试, STM32U083, 低功耗, STM32
STM32U083支持如下这几种低功耗模式:sleep, low power run, low power sleep, stop0, stop1, stop2, standby, shutdown。笔者对前面六种低功耗模式比较感兴趣，所以想尝试下这些低功耗模式的进 入与唤醒。STM32Cube_FW_U0_V1.0.0中关于低功耗模式有无数个样例程序代码，那么能否只用一个程序只跑一次来测试这六种低功耗模式呢？笔者思考一番后实现了这样的代码，这就是标题中所谓一箭六雕。

低功耗模式个人解读

说明：这是阅读stm32手册后个人的猜测，可能不太准确。

sleep
以笔者的理解，sleep其实就是处理器没事做的时候在SLEEPDEEP==0的情形下执行WFI指令，cpu本身会 进入clock gating状态，手册里说CPU is stopped，其实可以更精确些“CPU clock is stopped”。退出sleep很简单，任何中断都或事件都可以退出sleep模式

low power run
手册说得比较多，笔者个人感觉一句话说清楚的，不就是DVFS嘛，降频降压。进入这种模式，cpu仍然 处于运行状态。退出low power run模式也简单，升压升频。

low power sleep
这种模式就是DVFS降频降压后，cpu无事做的时候在SLEEPDEEP==0的情形下执行WFI指令，cpu本身会进 入clock gating状态，因为电压和频率相比sleep模式都低了所以这个模式的功耗相比sleep模式会降低。

stop0
这应该是cpu处于power gating状态，但外设啥的只clock gating，regulator应该没动。进入stop0模 式的方法就是设置SLEEPDEEP=1且PWR_CR1寄存器的LPMS字段='000'，执行WFI指令即可。EXTI中断线有 中断即会退出stop0模式

stop1
相比stop0，把main regulator关了。进入方式和stop0差不多，区别是设置PWR_CR1寄存器的LPMS字段='001'

stop2
在stop1基础上再进一步，把大部分的vcore域的设备都给power gating了。进入方式和stop0差不多， 区别是设置PWR_CR1寄存器的LPMS字段=‘002’

程序框架

时钟源只用MSI，启动后慢闪LED 5s, 进入每一个模式前块闪LED 5s，然后熄灭进入对应low power模式，通过USER按键中断唤醒。六个模式都测完后，LED慢闪10s以提示一轮完毕，然后再次循环。用伪码表示就是：
复制
  1. for (;;) {
    

  2.     toggle_speed = LED_TOGGLE_FAST;
    

  3.     try_sleep();
    

  4.     try_lprun();
    

  5.     try_lpsleep();
    

  6.     try_stop0();
    

  7.     try_stop1();
    

  8.     try_stop2();
    

  9.     toggle_speed = LED_TOGGLE_SLOW;
    

  10.     HAL_Delay(10000);
    

  11.   }

实现try_sleep()函数如下：
复制
  1. static void try_sleep(void)
    

  2. {
    

  3.   /* Insert 5 second delay */
    

  4.   HAL_Delay(5000);
    


  5. 

  6.   /* Turn off LED4 */
    

  7.   BSP_LED_Off(LED4);
    


  8. 

  9.   /* Suspend Tick increment */
    

  10.   HAL_SuspendTick();
    


  11. 

  12.   /* Enter the CPU to SLEEP mode */
    

  13.   HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI) ;
    


  14. 

  15.   /* Resume Tick increment */
    

  16.   HAL_ResumeTick();
    

  17. }

实现try_lprun()函数如下：
复制
  1. static void try_lprun(void)
    

  2. {
    

  3.   /* Insert 5 second delay */
    

  4.   HAL_Delay(5000);
    


  5. 

  6.   /* Reduce the System clock */
    

  7.   SystemClock_Decrease();
    


  8. 

  9.   /* Set regulator voltage to scale 2 */
    

  10.   HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);
    


  11. 

  12.   /* De-init LED4 */
    

  13.   BSP_LED_DeInit(LED4);
    


  14. 

  15.   /* Enter LP RUN Mode */
    

  16.   HAL_PWREx_EnableLowPowerRunMode();
    


  17. 

  18.   /* Wait until User push-button pressed */
    

  19.   while (BSP_PB_GetState(BUTTON_USER) != GPIO_PIN_RESET)
    

  20.   {
    

  21.   }
    


  22. 

  23.   /* Wait until User push-button released */
    

  24.   while (BSP_PB_GetState(BUTTON_USER) != GPIO_PIN_SET)
    

  25.   {
    

  26.   }
    


  27. 

  28.   /* Disable low power run mode and reset the clock to initialization configuration */
    

  29.   HAL_PWREx_DisableLowPowerRunMode();
    


  30. 

  31.   /* Set regulator voltage to scale 1 */
    

  32.   HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    


  33. 

  34.   /* Re-init LED4 to toggle during Run mode */
    

  35.   BSP_LED_Init(LED4);
    


  36. 

  37.   /* Configure the system clock for the RUN mode */
    

  38.   SystemClock_Config();
    

  39. }

实现try_lpsleep()函数如下：
复制
  1. static void try_lpsleep(void)
    

  2. {
    

  3.   /* Insert 5 second delay */
    

  4.   HAL_Delay(5000);
    


  5. 

  6.   /* Reduce the System clock */
    

  7.   SystemClock_Decrease();
    


  8. 

  9.   /* Set regulator voltage to scale 2 */
    

  10.   HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);
    


  11. 

  12.   /* Enter LP RUN Mode */
    

  13.   HAL_PWREx_EnableLowPowerRunMode();
    


  14. 

  15.   /* Turn off LED4 */
    

  16.   BSP_LED_Off(LED4);
    


  17. 

  18.   /* Suspend Tick increment */
    

  19.   HAL_SuspendTick();
    


  20. 

  21.   /* Enter the CPU to Low Power SLEEP mode */
    

  22.   HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI) ;
    


  23. 

  24.   /* Resume Tick increment */
    

  25.   HAL_ResumeTick();
    


  26. 

  27.   /* Disable low power run mode and reset the clock to initialization configuration */
    

  28.   HAL_PWREx_DisableLowPowerRunMode();
    


  29. 

  30.   /* Set regulator voltage to scale 1 */
    

  31.   HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    


  32. 

  33.   /* Configure the system clock for the RUN mode */
    

  34.   SystemClock_Config();
    

  35. }

实现try_stop0()函数如下：
复制
  1. static void try_stop0(void)
    

  2. {
    

  3.   /* Insert 5 second delay */
    

  4.   HAL_Delay(5000);
    


  5. 

  6.   /* Turn off LED4 */
    

  7.   BSP_LED_Off(LED4);
    


  8. 

  9.   /* Suspend Tick increment to prevent wakeup by Systick interrupt.         */
    

  10.   /* Otherwise the Systick interrupt will wake up the device within 1ms     */
    

  11.   /* (HAL time base).                                                       */
    

  12.   HAL_SuspendTick();
    


  13. 

  14.   HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
    

  15.   /* ... STOP 0 mode ... */
    


  16. 

  17.   /* Re-configure the system clock to 48 MHz based on MSI */
    

  18.   SystemClock_Config();
    

  19. }
    


  20.

实现try_stop1()函数如下：
复制

  1. 

  2. static void try_stop1(void)
    

  3. {
    

  4.   /* Insert 5 second delay */
    

  5.   HAL_Delay(5000);
    


  6. 

  7.   /* Turn off LED4 */
    

  8.   BSP_LED_Off(LED4);
    


  9. 

  10.   /* Suspend Tick increment to prevent wakeup by Systick interrupt.         */
    

  11.   /* Otherwise the Systick interrupt will wake up the device within 1ms     */
    

  12.   /* (HAL time base).                                                       */
    

  13.   HAL_SuspendTick();
    


  14. 

  15.   HAL_PWREx_EnterSTOP1Mode(PWR_STOPENTRY_WFI);
    

  16.   /* ... STOP 1 mode ... */
    


  17. 

  18.   /* Re-configure the system clock to 48 MHz based on MSI */
    

  19.   SystemClock_Config();
    

  20. }

实现try_stop2()函数如下：
复制

  1. 

  2. static void try_stop1(void)
    

  3. {
    

  4.   /* Insert 5 second delay */
    

  5.   HAL_Delay(5000);
    


  6. 

  7.   /* Turn off LED4 */
    

  8.   BSP_LED_Off(LED4);
    


  9. 

  10.   /* Suspend Tick increment to prevent wakeup by Systick interrupt.         */
    

  11.   /* Otherwise the Systick interrupt will wake up the device within 1ms     */
    

  12.   /* (HAL time base).                                                       */
    

  13.   HAL_SuspendTick();
    


  14. 

  15.   HAL_PWREx_EnterSTOP1Mode(PWR_STOPENTRY_WFI);
    

  16.   /* ... STOP 1 mode ... */
    


  17. 

  18.   /* Re-configure the system clock to 48 MHz based on MSI */
    

  19.   SystemClock_Config();
    

  20. }

运行视频在https://www.bilibili.com/video/BV1Nb421B7zV/?vd_source=e03ac0ea40b8a1877cedbbaee5737b10

由此可看到sleep、low power run、low power sleep、stop0、stop1和stop2模式进入与退出均正常，但由于笔者万用表电流档烧了，所以不能测出对应模式的功耗，不然视频做得更好。

回复

收藏1 举报

相关帖子
咕咕呱呱孤寡 发表于 2024-6-28 08:45 | 显示全部楼层
六种低功耗模式的讲解很通俗易懂，感谢大佬的分享
回复

收藏1 举报

中国龙芯CDX 发表于 2024-6-28 18:09 | 显示全部楼层
六种低功耗模式都在哪些情况下使用呢？
回复

收藏1 举报

kepe 发表于 2024-7-31 01:02 | 显示全部楼层
针对STM32U083的低功耗模式测试需求，你可以使用一个程序来测试这六种低功耗模式的进入和唤醒。这种方式能够有效地验证每种低功耗模式的行为。
回复

收藏1 举报

4c1l 发表于 2024-8-31 22:54 | 显示全部楼层
可以使用一个框架，逐个进入每种模式，并检测进入和退出这些模式的正确性。
回复

收藏1 举报

返回列表 发新帖
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

xhackerustc

42

主题

166

帖子

2

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部