LPUART 唤醒功能简介

只看该作者 · 2024-12-28 00:40

STM32U083 是 STM32U 系列中的一款低功耗 MCU，支持 LPUART（Low Power Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）和多种低功耗模式（如 Sleep、Stop、Standby 等）。LPUART 的唤醒功能是 STM32U083 低功耗应用中的一个关键特性。通过 LPUART，你可以让 MCU 在低功耗模式下保持一定的通信能力，当收到特定的 UART 数据时可以唤醒 MCU。

1. LPUART 唤醒功能简介
LPUART 的唤醒功能允许在 MCU 进入低功耗模式（如 STOP 或 STANDBY）时，仍然可以通过 LPUART 接收特定的唤醒字符（如一个字节或一串字符），从而唤醒 MCU。

工作流程：

MCU 进入低功耗模式（如 STOP 模式）。
LPUART 在后台持续监听 UART 接口。
当接收到特定的字符（称为唤醒字符）时，LPUART 会触发中断或事件，唤醒 MCU。
唤醒后，MCU从低功耗模式恢复，执行正常的操作。

只看该作者 · 2024-12-28 00:41

LPUART 唤醒功能的基本步骤
要使用 LPUART 的唤醒功能，你需要执行以下步骤：

1. 启用 LPUART 外设
在 CubeMX 或手动代码配置中，启用 LPUART 外设，并配置为接收模式。确保 LPUART 外设的时钟已经启用，并正确配置其引脚。

只看该作者 · 2024-12-28 00:41

配置 LPUART 中断和唤醒特性
配置唤醒字符：

LPUART 有一个唤醒字符寄存器，设置唤醒字符值。可以通过该寄存器设置 MCU 唤醒所需要接收的特定字符。
使能 LPUART 中断：

启用 LPUART 接收中断，这样可以在接收到唤醒字符时触发中断，唤醒 MCU。
配置 MCU 进入低功耗模式时的行为：

使能适当的低功耗模式（如 STOP 模式）并确保 LPUART 继续工作。

只看该作者 · 2024-12-28 01:44

在代码中配置 LPUART 唤醒
下面是一个简化的步骤，演示如何配置 STM32U083 LPUART 的唤醒功能。

只看该作者 · 2024-12-28 01:44

详细步骤与代码实现
1. CubeMX 配置
在 CubeMX 中，启用 LPUART 外设，配置其为接收模式。
在 Configuration 中选择 LPUART，并启用中断。
在 Low Power 配置中，选择适当的低功耗模式（如 STOP 或 STANDBY）。

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初始化代码
在 main.c 文件中，可以使用如下代码来配置 LPUART 的唤醒功能：

c
复制代码
#include "main.h"

// 声明 LPUART 句柄
UART_HandleTypeDef hlpuart1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_LPUART1_UART_Init(void);
static void MX_GPIO_Init(void);

int main(void)
{
  // 初始化 HAL 库
  HAL_Init();

  // 配置系统时钟
  SystemClock_Config();

  // 初始化 LPUART1
  MX_LPUART1_UART_Init();

  // 初始化 GPIO
  MX_GPIO_Init();

  // 启用 LPUART 的唤醒功能
  HAL_UARTEx_EnableWakeUp(&hlpuart1, UART_WAKEUP_IDLELINE);

  // 使能中断并启用低功耗模式
  __HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1, UART_IT_RXNE);  // 启用接收中断

  // 进入低功耗模式（例如 STOP 模式）
  HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

  // MCU 唤醒后恢复执行
  while (1)
  {
// 可以在此处执行其他任务
  }
}

// LPUART1 初始化函数
static void MX_LPUART1_UART_Init(void)
{
  hlpuart1.Instance = LPUART1;
  hlpuart1.Init.BaudRate = 9600;
  hlpuart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  hlpuart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  hlpuart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  hlpuart1.Init.Mode = UART_MODE_RX;
  hlpuart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  hlpuart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&hlpuart1) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }
}

// GPIO 初始化（根据需要配置）
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  // 初始化 GPIO，通常包括配置 LPUART 的 TX/RX 引脚
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3; // LPUART TX/RX 引脚
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

// LPUART 中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  // 在这里可以处理接收到的数据
  if (huart->Instance == LPUART1)
  {
// 收到数据后，处理数据
  }
}

// 错误处理函数
void Error_Handler(void)
{
  // 用户可以根据需要编写自己的错误处理逻辑
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
}

只看该作者 · 2024-12-28 01:46

唤醒配置解释
HAL_UARTEx_EnableWakeUp(&hlpuart1, UART_WAKEUP_IDLELINE);

这行代码启用了 LPUART 的唤醒功能。在 UART_WAKEUP_IDLELINE 模式下，LPUART 会在收到空闲线（即没有接收数据一段时间）时触发唤醒。
你可以选择其他唤醒方式，例如：UART_WAKEUP_STARTBIT，这表示通过接收到数据帧的起始位来唤醒。
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

这行代码让 MCU 进入 STOP 模式，并等待 WFI（Wait For Interrupt）事件来唤醒。在接收到指定的唤醒字符时，LPUART 会触发中断，并将 MCU 唤醒。

只看该作者 · 2024-12-28 01:46

使能接收中断
在代码中，__HAL_UART_ENABLE_IT(&hlpuart1, UART_IT_RXNE); 启用了接收中断（RXNE中断）。当 LPUART 接收到数据时，系统会触发中断，并执行 HAL_UART_RxCpltCallback() 回调函数。

只看该作者 · 2024-12-28 01:46

调试和测试
验证唤醒功能：当 MCU 处于低功耗模式时，可以通过向 LPUART 发送数据来验证唤醒功能是否正常。接收到数据后，MCU 应该从低功耗模式中恢复，继续执行主程序。

调试：使用调试工具（如 ST-Link）查看系统的行为，确保 LPUART 配置正确且能成功唤醒 MCU。

只看该作者 · 2024-12-28 01:46

常见问题与解决方法
LPUART 无法唤醒：

确认 LPUART 时钟已启用。
确认进入低功耗模式时，LPUART 被正确配置为继续工作。
确认唤醒字符设置正确。

只看该作者 · 2024-12-28 01:47

中断无法触发：

确认 HAL_UART_RxCpltCallback() 回调函数已正确实现。
检查 NVIC 配置，确保相关的 UART 中断已启用。

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功耗不符合预期：

确认除了 LPUART 外，其他外设（如定时器、GPIO）是否被禁用。
使用 STM32 的功耗分析工具，检查是否有额外的功耗来源。

只看该作者 · 2024-12-28 01:47

在 STM32U083 上配置 LPUART 的唤醒功能，允许 MCU 在低功耗模式下接收特定的唤醒字符来恢复工作。通过正确配置 LPUART、低功耗模式、唤醒字符和中断，可以实现这一功能。使用 CubeMX 配置时，可以简化硬件和中间件设置，确保唤醒功能能够正常工作。