本帖最后由 L-MCU 于 2024-6-17 16:18 编辑
CH32L103具有3种低功耗模式，分别是睡眠模式、停止模式、待机模式。这3种模式下功耗由低到高依次是：待机模式 < 停止模式 < 睡眠模式。该3种模式均可以通过WFI或WFE进入，注意停止模式和待机模式在使用WFI或WFE之前，需要将SLEEPDEEP置1，PDDS清0或置1。
关于SLEEPDEEP位，属于PFIC_SCTLR寄存器位2，如下图，默认值为0。在进入停止模式和待机模式之前需要将该位置1。
关于PDDS位，属于电源控制寄存器（PWR_CTLR）位1 ，如下图，配置1进入待机模式，配置0进入停机模式。注意在配置进入停机模式时，要配置该寄存器位0为1，即电压调节器工作在低功耗模式。
关于WFI与WFE WFI： 使用WFI进入低功耗模式时，一般采用中断唤醒方式，唤醒后将优先执行中断服务函数。如CH32L103 EVT Sleep_Mode例程，使用WFI进入睡眠模式，采用EXTI0中断唤醒，唤醒后先执行EXTI0中断服务函数再执行接下来函数，打印如下图。在EXTI0唤醒后，先执行中断服务函数打印EXTI0 Wake_up，然后执行main函数while循环中打印。 WFE： 使用WFE进入低功耗模式时，一般采用事件唤醒方式。唤醒事件包括以下3种： （1）配置一个外部或内部的EXTI线为事件模式，此时无需配置中断控制器； （2）配置一个中断源，等效为WFI 唤醒，系统优先执行中断服务函数； （3）配置SLEEPONPEN位，开启外设中断使能，但不开启中断控制器中的中断使能，系统唤醒后需要清除中断挂起位。
关于SLEEPONEXIT与SEVONPEND SLEEPONEXIT
启用：执行WFI或WFE指令后，微控制器确保所有待处理的中断服务退出后进入低功耗模式。
不启用：执行WFI或WFE指令后，微控制器立即进入低功耗模式。 SEVONPEND
启用：所有中断或者唤醒事件都可以唤醒通过执行WFE进入的低功耗。
不启用：执行WFI或WFE指令后，微控制器立即进入低功耗模式。
1、睡眠模式 关于睡眠模式具体介绍，可参考CH32L103应用书册。 睡眠模式下，内核停止运行，IO引脚保持运行模式下的状态，即进入睡眠模式时，该引脚是高电平就保持高电平，是低电平就保持低电平。 睡眠模式下，外设时钟正常，因为为降低功耗，进入睡眠模式前需要关闭不用的外设时钟。 睡眠模式下，唤醒时间最短，如下图，具体可看CH32L103数据手册。 CH32L103 EVT提供了睡眠模式下使用WFI进入睡眠模式并使用EXTI中断唤醒的例程。在此介绍一下使用WFE进入睡眠并使用3种唤醒事件唤醒的应用，包含对SLEEPONEXIT与SEVONPEND的使用配置。具体程序如下： /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2023/12/26
* Description : Main program body.
*********************************************************************************
* Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.
* Attention: This software (modified or not) and binary are used for
* microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.
*******************************************************************************/
/*
*@Note
*USART Print debugging routine:
*USART1_Tx(PA9).
*This example demonstrates using USART1(PA9) as a print debug port output.
*
*/
#include "debug.h"
/* Global typedef */
/* Global define */
/* Global Variable */
#define Wake_up_event_1 1
#define Wake_up_event_2 2
#define Wake_up_event_3 3
#define Wake_up_event Wake_up_event_3
void ALL_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
/* To reduce power consumption, unused GPIOs need to be set as pull-down inputs */
RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA|RCC_PB2Periph_GPIOB|RCC_PB2Periph_GPIOC|RCC_PB2Periph_GPIOD, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
}
/*********************************************************************
* @fn EXTI1_EVT_INIT
*
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Initializes EXTI0 collection.
*
* [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] none
*/
void EXTI1_EVT_INIT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure = {0};
RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_AFIO | RCC_PB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
#if (Wake_up_event == Wake_up_event_1)
/* GPIOA.1 ----> EXTI_Line1 */
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Event;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
#elif (Wake_up_event == Wake_up_event_2)
/* GPIOA.1 ----> EXTI_Line1 */
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
#elif (Wake_up_event == Wake_up_event_3)
/* GPIOA.1 ----> EXTI_Line1 */
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
#endif
}
/*********************************************************************
* @fn main
*
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Main program.
*
* [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] none
*/
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
SystemCoreClockUpdate();
ALL_GPIO_Init();
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n", SystemCoreClock);
printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );
printf("This is printf example\r\n");
EXTI1_EVT_INIT();
printf("Enter Sleep Mode\r\n");
RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR, ENABLE);
#if (Wake_up_event == Wake_up_event_3)
//配置PFIC系统控制寄存器SEVONPEND位
NVIC->SCTLR |= (1 << 4);//配置为1，启用的事件和所有中断都能唤醒
#endif
__WFE();
#if (Wake_up_event == Wake_up_event_3)
//唤醒后清除中断标志位
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); /* Clear Flag */
#endif
printf("\r\n ########## \r\n");
while(1)
{
Delay_Ms(1000);
printf("Run in main\r\n");
}
}
#if (Wake_up_event == Wake_up_event_2)
void EXTI1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
/*********************************************************************
* @fn EXTI0_IRQHandler
*
* @brief This function handles EXTI0 Handler.
*
* @return none
*/
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)
{
printf("EXTI1 Wake_up\r\n");
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); /* Clear Flag */
}
}
#endif
Wake_up_event_1对应第1种唤醒事件，配置EXTI1为事件模式进行唤醒，打印信息如下： 当PA1引脚接GND，检测到下降沿事件，唤醒睡眠模式。 Wake_up_event_2对应第2种唤醒事件，配置EXTI1为中断模式进行唤醒，打印信息如下： 当PA1引脚接GND，触发下降沿中断，唤醒睡眠模式。 Wake_up_event_3对应第3种唤醒事件，配置SEVONPEND位，配置EXTI1中断使能，打印信息如下： 当PA1引脚接GND，触发下降沿中断，唤醒睡眠模式，注意唤醒后要清除对应的中断标志位。
2、停止模式 关于停止模式具体介绍，可参考CH32L103应用手册。 通过不同的配置，可选择不同等级的停止模式，具体如下： 停止模式1：LPDS=0； 停止模式2：LPDS=0，AUTO_LDO_EC=1或LPDS=0，LDO_EC=1； 停止模式3：LPDS=1； 停止模式4：LPDS=1，RAMLV=1； 以上配置均基于配置进入停止模式的基础上进行配置。 停止模式进入、4个等级配置以及退出具体程序如下，唤醒方式选择PVD输出唤醒。 /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2023/12/26
* Description : Main program body.
*********************************************************************************
* Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.
* Attention: This software (modified or not) and binary are used for
* microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.
*******************************************************************************/
/*
*@Note
*USART Print debugging routine:
*USART1_Tx(PA9).
*This example demonstrates using USART1(PA9) as a print debug port output.
*
*/
#include "debug.h"
/* Global typedef */
/* Global define */
/* Global Variable */
#define Stop_mode_1 1
#define Stop_mode_2 2
#define Stop_mode_3 3
#define Stop_mode_4 4
#define Stop_mode Stop_mode_4
void ALL_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
/* To reduce power consumption, unused GPIOs need to be set as pull-down inputs */
RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA|RCC_PB2Periph_GPIOB|RCC_PB2Periph_GPIOC|RCC_PB2Periph_GPIOD, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
}
void PVD_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure={0};
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure={0};
/* Enable PWR and BKP clock */
RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR | RCC_PB1Periph_BKP, ENABLE);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
/* 使能 PVD 中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = PVD_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* 配置 EXTI16线(PVD 输出) 来产生上升下降沿中断*/
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line16;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
/* PVD电压监视阈值设置 */
/*具体级别根据自己的实际应用要求配置*/
PWR_PVDLevelConfig(PWR_PVDLevel_7);
/* 使能PVD输出 */
PWR_PVDCmd(ENABLE);
}
/*********************************************************************
* @fn main
*
* @brief Main program.
*
* @return none
*/
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
SystemCoreClockUpdate();
ALL_GPIO_Init();
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n", SystemCoreClock);
printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );
printf("This is printf example\r\n");
printf("Enter Stop Mode\r\n");
PVD_Config();
RCC_PB1PeriphClockCmd(RCC_PB1Periph_PWR, ENABLE);
#if(Stop_mode==Stop_mode_1)
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFE);
#elif(Stop_mode==Stop_mode_2)
//配置当进入停止模式后自动节能
PWR->CTLR |= (1 <<12); //或PWR->CTLR |= (1 <<13);
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFE);
#elif(Stop_mode==Stop_mode_3)
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE);
#elif(Stop_mode==Stop_mode_4)
//使能RAM工作在低电压模式
PWR->CTLR |= (1 <<20);
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE);
#endif
SystemInit();
while(1)
{
Delay_Ms(1000);
printf("Run in main\r\n");
}
}
void PVD_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
/**
* @brief This function handles the PVD Output interrupt request.
* @param None
* @retval None
*/
void PVD_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line16) != RESET)
{
printf("ENter\r\n");
/* Clear the Key Button EXTI line pending bit */
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);
}
}
程序中，通过调用PWR_EnterSTOPMode函数可以直接进入停止模式，关于该函数，具有两个入口参数（PWR_Regulator和PWR_STOPEntry）： PWR_Regulator是对电源控制寄存器（PWR_CTLR）位0进行配置，配置选择停机模式下电压调节器是工作在低功耗模式还是正常模式，一般选择低功耗模式，对该位置1； PWR_STOPEntry是选择WFI进入或WFE进入，此处配置选择WFE进入，并选择通过第2种唤醒事件进行唤醒，通过PVD中断唤醒。也可配置WFI进入。 进入停止模式时，要对SLEEPDEEP置1，PDDS清0，其中PDDS位为电源控制寄存器（PWR_CTLR）位1，默认是0，PWR_EnterSTOPMode函数中有对PFIC 系统控制寄存器（PFIC_SCTLR）位2置1，即对SLEEPDEEP位置1 ，如下图： 关于停止模式1，即LPDS=0，配置电压调节器工作在正常模式，具体程序如下： 关于停止模式2，即LPDS=0，AUTO_LDO_EC=1，配置电压调节器工作在正常模式，且当进入停止模式后自动节能，具体程序如下： 关于停止模式3，即LPDS=1，配置电压调节器工作在低功耗模式，具体程序如下： 关于停止模式4，即LPDS=1，RAMLV=1，配置电压调节器工作在低功耗模式，且当进入停止模式使能开启RAM工作在低电压模式，具体程序如下： 以上4种模式，其中模式4的功耗最低，相关参数如下图，具体可看CH32L103数据手册。此外注意停止模式下唤醒后系统可以继续运行，但是此时HSI默认为系统时钟，如果配置了其他时钟，需要重新进行系统时钟进行初始化，因此程序中在唤醒后调用SystemInit()函数重新进行了初始化。
3、待机模式 关于待机模式具体介绍，可参考CH32L103应用手册。 相较于停止模式，待机模式下唤醒后，MCU将执行电源复位。CH32L103 EVT提供了待机模式例程以及待机模式下RAM数据保持例程，相对较为全面，唤醒方式等配置基本和睡眠模式、停止模式差不多，在此不再举例赘述，可直接参考EVT例程。
附件例程为文中测试所用例程，可下载参考。
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