低功耗模式

電源框圖

VDD供電區(qū)域一般為2V ~ 3.6V，經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器可降壓到1.8V給CPU核心、存儲器和內(nèi)置數(shù)字外設(shè)供電，為了降低CPU的功耗，

后備供電區(qū)域可由電池供電，輸入引腳為V_BAT

STM32各種電源

STM32的低功耗模式

STM32F10xxx有三種低功耗模式：

睡眠模式：Cortex?-M3內(nèi)核停止，所有外設(shè)包括Cortex-M3核心的外設(shè)，如NVIC、系統(tǒng)時鐘(SysTick)等仍在運行

停止模式：所有的時鐘都已停止

待機模式：1.8V電源關(guān)閉

模式從上到下功耗越低，但喚醒條件越嚴(yán)格

此外，在運行模式下，可以通過以下方式中的一種降低功耗：

降低系統(tǒng)時鐘。時鐘頻率越慢功耗越低，例如平時使用芯片時的系統(tǒng)時鐘頻率都是72MHz，這能滿足絕大部分外設(shè)的要求，但如果是點個流水燈，又想要低功耗，就沒必要使用72MHz的，用8M或者更低能運行的話就用低點的，

關(guān)閉APB和AHB總線上未被使用的外設(shè)時鐘。

低功耗模式下的自動喚醒（AWU）

低功耗模式下的自動喚醒（AWU）在STM32F1是沒有的，在F4是有的，但F1可以通過RTC鬧鐘事件來喚醒

如下面STM32F4的RTC框圖，就有16位的喚醒自動重載寄存器，可以通過設(shè)定值來喚醒

實驗?zāi)繕?biāo)

觸摸按鍵1被按下，則系統(tǒng)進入睡眠模式，點擊觸摸按鍵4退出睡眠模式；

觸摸按鍵2被按下，則系統(tǒng)進入停止模式，點擊觸摸按鍵4退出停機模式；

觸摸按鍵3被按下，則進入待機模式，通過復(fù)位按鍵退出待機模式；

CubeMX配置

按鍵外部中斷的配置，LED燈作系統(tǒng)的指示作用，拉低WIFI模塊的使能腳，不然模塊會耗電

初始化串口1，用于打印信息

程序

stm32f1xx_hal_pwr.h

下面是進入低功耗模式的三個HAL庫函數(shù)，可以直接調(diào)用

/* Low Power modes configuration functions ************************************/ void HAL_PWR_EnterSTOPMode(uint32_t Regulator, uint8_t STOPEntry); //進入停止模式 void HAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry); //進入睡眠模式 void HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(void); //進入停機模式

進入或退出睡眠模式

以WFI進入睡眠模式后，是可以通過任意一個中斷來喚醒的，這里就需要注意了，平時使用的延時函數(shù)HAL_Delay()是以SysTick滴答定時器來作為時基的，并且NVIC中默認(rèn)已經(jīng)開啟了SysTick的中斷，如果直接在主函數(shù)中調(diào)用HAL_PWR_EnterSLEEPMode函數(shù)進入睡眠模式的話，SysTick滴答定時器的中斷就會立馬喚醒系統(tǒng)，達(dá)不到低功耗的效果；所以在進入睡眠模式之前，需要先關(guān)閉SysTick的中斷

同理，系統(tǒng)中開啟的用戶中斷也要關(guān)閉，如定時器，外部中斷等，可以留某些中斷用于退出睡眠模式

進入睡眠模式函數(shù)

這里可以記住幾個函數(shù)，有個印象，除了定時器其他的平時都少用，但要用的時候又難找

停止SysTick中斷函數(shù)——HAL_SuspendTick()

停止定時器6中斷——HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6)

關(guān)閉外部中斷——HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTIx_IRQn)

恢復(fù)Systick中斷——HAL_ResumeTick()

恢復(fù)(啟動)定時器6中斷——HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6)

恢復(fù)外部中斷——HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTIx_IRQn)

進入睡眠模式后，通過觸摸按鍵4，觸發(fā)外部中斷，可退出睡眠模式

/* * @name Enter_Sleep_Mode * @brief 進入睡眠模式 * @param None * @retval None */ static void Enter_Sleep_Mode() {/*注意：任一中斷都可以將系統(tǒng)從睡眠模式中喚醒*///需要先關(guān)閉Systick和定時器6的中斷，否則進入睡眠模式后立馬被喚醒HAL_SuspendTick(); //停止Systick中斷HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6); //停止定時器6中斷//關(guān)閉外部中斷0至2，只允許觸摸按鍵4外部中斷退出睡眠模式HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_IRQn);HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI1_IRQn);HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_IRQn);//以WFI進入睡眠模式，可以被任一中斷喚醒HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);//恢復(fù)中斷HAL_ResumeTick(); //恢復(fù)Systick中斷HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6); //恢復(fù)定時器6中斷//恢復(fù)外部中斷0至2HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn); }

進入睡眠模式函數(shù)的參數(shù)說明

/*** @brief Enters Sleep mode.* @note In Sleep mode, all I/O pins keep the same state as in Run mode.* @param Regulator: Regulator state as no effect in SLEEP mode - allows to support portability from legacy software* @param SLEEPEntry: Specifies if SLEEP mode is entered with WFI or WFE instruction.* When WFI entry is used, tick interrupt have to be disabled if not desired as * the interrupt wake up source.* This parameter can be one of the following values:* @arg PWR_SLEEPENTRY_WFI: enter SLEEP mode with WFI instruction* @arg PWR_SLEEPENTRY_WFE: enter SLEEP mode with WFE instruction* @retval None*/ void HAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry) {/* Check the parameters *//* No check on Regulator because parameter not used in SLEEP mode *//* Prevent unused argument(s) compilation warning */UNUSED(Regulator);assert_param(IS_PWR_SLEEP_ENTRY(SLEEPEntry));........ }

進入睡眠模式的HAL庫函數(shù)中，參數(shù)Regulator表示電壓調(diào)節(jié)器，而睡眠模式下的電壓調(diào)節(jié)器是始終打開的，那為什么還有這個參數(shù)呢？

原因：可以看參數(shù)Regulator的英文說明，Regulator state as no effect in SLEEP mode - allows to support portability from legacy software，說的是電壓調(diào)節(jié)器的狀態(tài)在睡眠模式下是沒有影響的，無論傳哪個符合的參數(shù)進去，電壓調(diào)節(jié)器還是會打開，定義這個參數(shù)只是為了兼容以前的代碼；同時在函數(shù)內(nèi)部也不對Regulator參數(shù)進行檢查，該參數(shù)在睡眠模式下無效

進入和退出停機模式

因為停機模式只能由外部中斷來退出，所以可以不停止SysTick定時器中斷和定時器中斷，在函數(shù)中留個按鍵4外部中斷用來退出停機模式，其他外部中斷都禁止掉

/* * @name Enter_Stop_Mode * @brief 進入停機模式 * @param None * @retval None */ static void Enter_Stop_Mode() {/*注意：外部中斷可以將系統(tǒng)從停機模式中喚醒*///關(guān)閉外部中斷0至2，只允許觸摸按鍵4外部中斷退出停止模式HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_IRQn);HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI1_IRQn);HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_IRQn);//以WFI、電壓調(diào)節(jié)器低功耗模式進入停機模式HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,PWR_STOPENTRY_WFI);//退出停機模式時，HSI RC振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘//重新選擇系統(tǒng)時鐘為HSESystemClock_Config();//開啟外部中斷HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn); } void HAL_PWR_EnterSTOPMode(uint32_t Regulator，uint8_t STOPEntry)

進入停機模式的函數(shù)中，參數(shù)Regulator（內(nèi)部調(diào)壓器的）有兩種選擇，

一種是：PWR_MAINREGULATOR_ON（正常模式）

另一種是：PwR_LOWPOWERREGULATOR_ON（低功耗模式）

兩種選擇的區(qū)別，正常模式恢復(fù)比較快，低功耗模式功耗較低，但啟動時間會長點，可根據(jù)產(chǎn)品來選擇，如果產(chǎn)品要求啟動時間要快，則選擇正常模式，如果對啟動時間沒有要求，則選擇低功耗模式

注意：當(dāng)一個中斷或喚醒事件導(dǎo)致退出停止模式時，HSI RC振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘，所以從停止模式退出后，要重新設(shè)置系統(tǒng)時鐘，需要調(diào)用SystemClock_Config()函數(shù)

進入和退出待機模式

待機模式可實現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗。該模式是在Cortex-M3深睡眠模式時關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)器。整個 1.8V供電區(qū)域被斷電。PLL、HSI和HSE振蕩器也被斷電。SRAM和寄存器內(nèi)容丟失。只有備份的寄存器和待機電路維持供電

直接調(diào)用庫函數(shù)進入待機模式，此時芯片的IO引腳處于高阻態(tài)，并不受芯片控制，所以那些模塊的電最好都先斷掉

/* * @name Enter_Standby_Mode * @brief 進入待機模式 * @param None * @retval None */ static void Enter_Standby_Mode() {/*注意：系統(tǒng)復(fù)位鍵可以將系統(tǒng)從待機模式中喚醒*///待機模式直接調(diào)用庫函數(shù)即可HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(); }

System.c

運行函數(shù)中延時1s，然后每隔10ms檢測低功耗模式標(biāo)志位是否被置位，是則調(diào)用函數(shù)進入對應(yīng)的低功耗模式

/* * @name Run * @brief 系統(tǒng)運行 * @param None * @retval None */ static void Run() {uint8_t i;//延時1s，期間每隔10ms檢測是否需要進入低功耗模式for(i=0;i<100;i++){//進入睡眠模式if(LowPower.Enter_Sleep_Mode_Flag == TRUE){LowPower.Enter_Sleep_Mode_Flag = FALSE;printf("系統(tǒng)進入睡眠模式，通過按鍵4喚醒\r\n");LowPower.Enter_Sleep_Mode();}//進入停機模式if(LowPower.Enter_Stop_Mode_Flag == TRUE){LowPower.Enter_Stop_Mode_Flag = FALSE;printf("系統(tǒng)進入停機模式，通過按鍵4喚醒\r\n");LowPower.Enter_Stop_Mode();}//進入待機模式if(LowPower.Enter_Standby_Mode_Flag == TRUE){LowPower.Enter_Standby_Mode_Flag = FALSE;printf("系統(tǒng)進入待機模式，通過復(fù)位按鍵喚醒\r\n");printf("待機模式，外設(shè)不受STM32控制，系統(tǒng)功耗可能增加！\r\n");printf("如WiFi模塊，可以用鑷子將EN管腳短接到地！\r\n");LowPower.Enter_Standby_Mode();}//延時HAL_Delay(10);}printf("系統(tǒng)正常運行\(zhòng)r\n"); }

CallBack.c

在中斷回調(diào)函數(shù)中判斷觸摸按鍵是否被按下，是則將低功耗模式標(biāo)志位置位，然后主函數(shù)中就可以調(diào)用低功耗函數(shù)讓系統(tǒng)進入低功耗模式

/* * @name HAL_GPIO_EXTI_Callback * @brief 外部中斷回調(diào)函數(shù) * @param GPIO_Pin：觸發(fā)外部中斷的引腳 * @retval None */ void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {uint8_t i;if(GPIO_Pin == KEY1_Pin){printf("檢測到按鍵1被按下\r\n");LowPower.Enter_Sleep_Mode_Flag = TRUE;LED.LED_Fun(LED2,LED_ON);for(i=0;i<100;i++){HAL_Delay(10);if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_SET){LowPower.Enter_Sleep_Mode_Flag = FALSE;printf("按鍵1提前釋放，系統(tǒng)正常運行\(zhòng)r\n");break;}}LED.LED_Fun(LED2,LED_OFF);}if(GPIO_Pin == KEY2_Pin){printf("檢測到按鍵2被按下\r\n");LowPower.Enter_Stop_Mode_Flag = TRUE;LED.LED_Fun(LED2,LED_ON);for(i=0;i<100;i++){HAL_Delay(10);if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_SET){LowPower.Enter_Stop_Mode_Flag = FALSE;printf("按鍵2提前釋放，系統(tǒng)正常運行\(zhòng)r\n");break;}}LED.LED_Fun(LED2,LED_OFF);}if(GPIO_Pin == KEY3_Pin){printf("檢測到按鍵3被按下\r\n");LowPower.Enter_Standby_Mode_Flag = TRUE;LED.LED_Fun(LED2,LED_ON);for(i=0;i<100;i++){HAL_Delay(10);if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port,KEY3_Pin) == GPIO_PIN_SET){LowPower.Enter_Standby_Mode_Flag = FALSE;printf("按鍵3提前釋放，系統(tǒng)正常運行\(zhòng)r\n");break;}}LED.LED_Fun(LED2,LED_OFF);} }

實驗效果

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32物联网项目-低功耗模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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