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[STM32F4]

【正点原子探索者STM32F407开发板】第22章 待机唤醒实验

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楼主
zhangyang86|  楼主 | 2014-12-18 17:42 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
第二十二章 待机唤醒实验
      实验17 待机唤醒实验.zip (518.66 KB)


第二十二章 待机唤醒实验-STM32F4开发指南-正点原子探索者STM32开发板.pdf.pdf (816.4 KB)



1.硬件平台:正点原子探索者STM32F407开发板2.软件平台:MDK5.13.固件库版本:V1.4.0



本章我们将向大家介绍STM32F4的待机唤醒功能。在本章中,我们将使用KEY_UP按键来实现唤醒和进入待机模式的功能,然后使用DS0指示状态。本章将分为如下几个部分:
22.1 STM32F4待机模式简介
22.2 硬件设计
22.3 软件设计
22.4 下载验证

22.1 STM32F4待机模式简介
很多单片机都有低功耗模式,STM32F4也不例外。在系统或电源复位以后,微控制器处于运行状态。运行状态下的HCLK为CPU提供时钟,内核执行程序代码。当CPU不需继续运行时,可以利用多个低功耗模式来节省功耗,例如等待某个外部事件时。用户需要根据最低电源消耗,最快速启动时间和可用的唤醒源等条件,选定一个最佳的低功耗模式。STM32F4的3种低功耗模式我们在5.2.4节有粗略介绍,这里我们再回顾一下。
STM32F4提供了3种低功耗模式,以达到不同层次的降低功耗的目的,这三种模式如下:
1)睡眠模式(CM4内核停止工作,外设仍在运行);
2)停止模式(所有的时钟都停止);
3)待机模式;
在运行模式下,我们也可以通过降低系统时钟关闭APB和AHB总线上未被使用的外设的时钟来降低功耗。三种低功耗模式一览表见表22.1.1所示:



表22.1.1 STM32F4低功耗一览表
在这三种低功耗模式中,最低功耗的是待机模式,在此模式下,最低只需要2.2uA左右的电流。停机模式是次低功耗的,其典型的电流消耗在350uA左右。最后就是睡眠模式了。用户可以根据自己的需求来决定使用哪种低功耗模式。
本章,我们仅对STM32F4的最低功耗模式-待机模式,来做介绍。待机模式可实现STM32F4的最低功耗。该模式是在CM4深睡眠模式时关闭电压调节器。整个1.2V供电区域被断电。PLL、HSI和HSE振荡器也被断电。SRAM和寄存器内容丢失。除备份域(RTC寄存器、RTC备份寄存器和备份SRAM)和待机电路中的寄存器外,SRAM 和寄存器内容都将丢失。
那么我们如何进入待机模式呢?其实很简单,只要按图22.1.1所示的步骤执行就可以了:
                         图22.1.1 STM32F4进入及退出待机模式的条件
图22.1.1还列出了退出待机模式的操作,从图22.1.1可知,我们有多种方式可以退出待机模式,包括:WKUP引脚的上升沿、RTC闹钟、RTC唤醒事件、RTC入侵事件、RTC时间戳事件、外部复位(NRST引脚)、IWDG复位等,微控制器从待机模式退出。
从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行(采样启动模式引脚,读取复位向量等)。电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。
在进入待机模式后,除了复位引脚、RTC_AF1引脚(PC13)(如果针对入侵、时间戳、RTC 闹钟输出或 RTC 时钟校准输出进行了配置)和WK_UP(PA0)(如果使能了)等引脚外,其他所有IO引脚都将处于高阻态。
图22.1.1已经清楚的说明了进入待机模式的通用步骤,其中涉及到2个寄存器,即电源控制寄存器(PWR_CR)和电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)。下面我们介绍一下这两个寄存器:
电源控制寄存器(PWR_CR),该寄存器的各位描述如图22.1.2所示:
                              图22.1.2 PWR_CR寄存器各位描述
该寄存器我们只关心bit1和bit2这两个位,这里我们通过设置PWR_CR的PDDS位,使CPU进入深度睡眠时进入待机模式,同时我们通过CWUF位,清除之前的唤醒位。
电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)的各位描述如图22.1.3所示:
图22.1.3 PWR_ CSR寄存器各位描述
这里,我们通过设置PWR_CSR的EWUP位,来使能WKUP引脚用于待机模式唤醒。我们还可以从WUF来检查是否发生了唤醒事件,不过本章我们并没有用到。关于PWR_CR和PWR_CSR这两个寄存器的详细描述,请看《STM32F4xx中文参考手册》第5.4.1节和5.4.3节。
对于使能了RTC闹钟中断或RTC周期性唤醒等中断的时候,进入待机模式前,必须按如下操作处理:
1,  禁止RTC中断(ALRAIE、ALRBIE、WUTIE、TAMPIE和TSIE等)。
2,  清零对应中断标志位。
3,  清除PWR唤醒(WUF)标志(通过设置PWR_CR的CWUF位实现)。
4,  重新使能RTC对应中断。
5,  进入低功耗模式。
在有用到RTC相关中断的时候,必须按以上步骤执行之后,才可以进入待机模式,这个大家一定要注意,否则可能无法唤醒。详情请参考《STM32F4xx中文参考手册》第5.3.6节。
通过以上介绍,我们了解了进入待机模式的方法,以及设置KEY_UP引脚用于把STM32F4从待机模式唤醒的方法。具体步骤如下:
1)使能电源时钟。
因为要配置电源控制寄存器,所以必须先使能电源时钟。
在库函数中,使能电源时钟的方法是:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);  //使能PWR外设时钟
这个函数非常容易理解。
2) 设置WK_UP引脚作为唤醒源。
使能时钟之后后再设置PWR_CSR的EWUP位,使能WK_UP用于将CPU从待机模式唤醒。在库函数中,设置使能WK_UP用于唤醒CPU待机模式的函数是:
PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);  //使能唤醒管脚功能
3)设置SLEEPDEEP位,设置PDDS位,执行WFI指令,进入待机模式。
进入待机模式,首先要设置SLEEPDEEP位(详见《STM32F3与F4系列Cortex M4内核编程手册》,第214页4.4.6节)接着我们通过PWR_CR设置PDDS位,使得CPU进入深度睡眠时进入待机模式,最后执行WFI指令开始进入待机模式,并等待WK_UP中断的到来。在库函数中,进行上面三个功能进入待机模式是在函数PWR_EnterSTANDBYMode中实现的:
void PWR_EnterSTANDBYMode(void);
4)最后编写WK_UP中断函数。
因为我们通过WK_UP中断(PA0中断)来唤醒CPU,所以我们有必要设置一下该中断函数,同时我们也通过该函数里面进入待机模式。
通过以上几个步骤的设置,我们就可以使用STM32F4的待机模式了,并且可以通过KEY_UP来唤醒CPU,我们最终要实现这样一个功能:通过长按(3秒)KEY_UP按键开机,并且通过DS0的闪烁指示程序已经开始运行,再次长按该键,则进入待机模式,DS0关闭,程序停止运行。类似于手机的开关机。
22.2 硬件设计
本实验用到的硬件资源有:
1)  指示灯DS0
2)  KEY_UP按键
3)  TFTLCD模块
本章,我们使用了KEY_UP按键用于唤醒和进入待机模式。然后通过DS0和TFTLCD模块来指示程序是否在运行。这几个硬件的连接前面均有介绍。
22.3 软件设计
打开待机唤醒实验工程,我们可以发现工程中多了一个wkup.c和wkup.h文件,相关的用户代码写在这两个文件中。同时,对于待机唤醒功能,我们需要引入stm32f4xx_pwr.c和stm32f4xx_pwr.h文件。
打开wkup.c,可以看到如下关键代码:
//系统进入待机模式
void Sys_Enter_Standby(void)
{        
RCC_AHB1PeriphResetCmd(0X01FF,ENABLE);      //复位所有IO口
       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//使能PWR时钟   
       PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除Wake-up 标志
    PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//设置WKUP用于唤醒
       PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式
}
//检测WKUP脚的信号
//返回值1:连续按下3s以上   0:错误的触发  
u8 Check_WKUP(void)
{
       u8 t=0,u8 tx=0;//记录松开的次数
       LED0=0; //亮灯DS0
       while(1)
       {
              if(WKUP_KD)//已经按下了
              {
                     t++;  tx=0;
              }else
              {
                     tx++; //超过300ms内没有WKUP信号
                     if(tx>3)
                     {
                            LED0=1;  return 0;//错误的按键,按下次数不够
                     }
              }
              delay_ms(30);
              if(t>=100)//按下超过3秒钟
              {
                     LED0=0;   //点亮DS0
return 1; //按下3s以上了
              }
       }
}
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实验详细手册和源码下载地址:http://www.openedv.com/posts/list/41586.htm


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