第41章电源管理—实现低功耗

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我是靠谱客的博主单身康乃馨，最近开发中收集的这篇文章主要介绍第41章电源管理—实现低功耗，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

41.1 STM32 的电源管理简介

1.1电源监控器

1.1.1上电复位与掉电复位 (POR 与 PDR)

当检测到 VDD 的电压低于阈值 VPOR 及 VPDR 时，无需外部电路辅助，STM32 芯片会自动保持在复位状态，防止因电压不足强行工作而带来严重的后果。在刚开始电压低于 VPOR 时 (约 1.92V)，STM32 保持在上电复位状态 (POR，Power On Reset)，当 VDD 电压持续上升至大于 VPOR 时，芯片开始正常运行，而在芯片正常运行的时候，当检测到 VDD 电压下降至低于 VPDR 阈值 (约 1.88V)，会进入掉电复位状态 (PDR，Power Down Reset)。

在这里插入图片描述

1.1.2 可编程电压检测器 PVD

POR、PDR 功能是使用其电压阈值与外部供电电压 VDD 比较，当低于工作阈值时，会直接进入复位状态，这可防止电压不足导致的误操作。PVD 可配置 8 个等级。

在这里插入图片描述

1.2 STM32 的电源系统

STM32 把它的外设、内核等模块跟据功能划分了供电区域

在这里插入图片描述

STM32 的电源系统主要分为备份域电路、内核电路以及 ADC 电路三部分

(1) ADC 电源及参考电压（VDDA 供电区域）

为了提高转换精度，STM32 的 ADC 配有独立的电源接口，方便进行单独的滤波。ADC的工作电源使用 VDDA 引脚输入，使用 VSSA 作为独立的地连接，VREF 引脚则为 ADC提供测量使用的参考电压。

(2) 调压器供电电路（VDD/1.8V 供电区域）

在 STM32 的电源系统中调压器供电的电路是最主要的部分，调压器为备份域及待机电路以外的所有数字电路供电，其中包括内核、数字外设以及 RAM，调压器的输出电压约为 1.8V，因而使用调压器供电的这些电路区域被称为 1.8V 域。调压器可以运行在“运行模式”、“停止模式”以及“待机模式”。在运行模式下，1.8V域全功率运行；在停止模式下 1.8V 域运行在低功耗状态，1.8V 区域的所有时钟都被关闭，相应的外设都停止了工作，但它会保留内核寄存器以及 SRAM 的内容；在待机模式下，整个 1.8V 域都断电，该区域的内核寄存器及 SRAM 内容都会丢失 (备份区域的寄存器不受影响)。

(3) 备份域电路（后备供电区域）

STM32 的 LSE 振荡器、RTC 及备份寄存器这些器件被包含进备份域电路中，这部分的电路可以通过 STM32 的 VBAT 引脚获取供电电源，在实际应用中一般会使用 3V 的钮扣电池对该引脚供电。

1.3 STM32 的功耗模式

在这里插入图片描述

1.3.1 睡眠模式

在这里插入图片描述

1.3.2 停止模式

在这里插入图片描述

1.3.3 待机模式

在这里插入图片描述

注意：以上睡眠模式、停止模式及待机模式中，若备份域电源正常供电，备份域内的 RTC 都可以正常运行，备份域内的寄存器的数据会被保存，不受功耗模式影响。

41.2 电源管理相关的库函数及命令

2.1 配置 PVD 监控功能

2.2 WFI 与 WFE 命令

2.3 进入停止模式

2.4 进入待机模式

41.3 PWR—睡眠模式实验

3.1 硬件设计

3.2 软件设计

3.2.1 程序设计要点

(1) 初始化用于唤醒的中断按键；

(2) 进入睡眠状态；

(3) 使用按键中断唤醒芯片；

3.2.2 代码分析

（1）main 函数

/**

#include "stm32f10x.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "./Key/bsp_exti.h"


static void Delay(__IO u32 nCount);


/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
int main(void)
{ 
	
	LED_GPIO_Config();	
	
  /*初始化USART1*/
  USART_Config();		
	
	/* 初始化按键为中断模式，按下中断后会进入中断服务函数	*/
	EXTI_Key_Config(); 
	
	printf("rn 欢迎使用野火  STM32  开发板。rn");
  printf("rn 野火STM32 睡眠模式例程rn");
	
	printf("rn 实验说明：rn");

	printf("rn 1.本程序中，绿灯表示STM32正常运行，红灯表示睡眠状态，蓝灯表示刚从睡眠状态被唤醒rn");
	printf("rn 2.程序运行一段时间后自动进入睡眠状态，在睡眠状态下，可使用KEY1或KEY2唤醒rn");
	printf("rn 3.本实验执行这样一个循环：rn ------》亮绿灯(正常运行)->亮红灯(睡眠模式)->按KEY1或KEY2唤醒->亮蓝灯(刚被唤醒)-----》rn");
	printf("rn 4.在睡眠状态下，DAP下载器无法给STM32下载程序，rn 可按KEY1、KEY2唤醒后下载，rn 或按复位键使芯片处于复位状态，然后在电脑上点击下载按钮，再释放复位按键，即可下载rn");

  while(1)
  {	
		/*********执行任务***************************/
		printf("rn STM32正常运行，亮绿灯rn");
	
		LED_GREEN;	
		Delay(0x3FFFFF);
		
		/*****任务执行完毕，进入睡眠降低功耗***********/
		
		
		printf("rn 进入睡眠模式，按KEY1或KEY2按键可唤醒rn");

		//使用红灯指示，进入睡眠状态
		LED_RED;
		//进入睡眠模式
		__WFI();	//WFI指令进入睡眠
		
		//等待中断唤醒  K1或K2按键中断	
		
		/***被唤醒，亮蓝灯指示***/
		LED_BLUE;	
		Delay(0x1FFFFF);		
			
		printf("rn 已退出睡眠模式rn");
		//继续执行while循环

  }

}

static void Delay(__IO uint32_t nCount)	 //简单的延时函数
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}



/*********************************************END OF FILE**********************/

其他配置：在这里插入图片描述

41.4 PWR—停止模式实验

4.1 硬件设计

4.2 软件设计

4.2.1 程序设计要点

(1) 初始化用于唤醒的中断按键；

(2) 选择电压调节器的工作模式并进入停止状态；

(3) 使用按键中断唤醒芯片；

(4) 重启 HSE 时钟，使系统完全恢复停止前的状态。

4.2.2 代码分析

（1）重启 HSE 时钟

（2）main函数


/**

#include "stm32f10x.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./key/bsp_exti.h" 
#include "./usart/bsp_usart.h"



static void Delay(__IO u32 nCount);
static void SYSCLKConfig_STOP(void);


/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */ 
int main(void)
{	

	RCC_ClocksTypeDef clock_status_wakeup,clock_status_config;
	uint8_t clock_source_wakeup,clock_source_config; 

	
	LED_GPIO_Config();	
	
  /*初始化USART1*/
  USART_Config();		
	
	/* 初始化按键中断，按下按键后会进入中断服务程序	*/
	EXTI_Key_Config(); 
	
	printf("rn 欢迎使用野火  STM32  开发板。rn");
  printf("rn 野火STM32 停止模式例程rn");
	
	printf("rn 实验说明：rn");

	printf("rn 1.本程序中，绿灯表示STM32正常运行，红灯表示停止状态，蓝灯表示刚从停止状态被唤醒rn");
	printf("rn 2.在停止状态下，可使用KEY1或KEY2唤醒rn");
	printf("rn 3.本实验执行这样一个循环：rn ------》亮绿灯(正常运行)->亮红灯(停止模式)->按KEY1或KEY2唤醒->亮蓝灯(刚被唤醒)-----》rn");
	printf("rn 4.在停止状态下，DAP下载器无法给STM32下载程序，rn 可按KEY1、KEY2唤醒后下载，rn 或按复位键使芯片处于复位状态，然后在电脑上点击下载按钮，再释放复位按键，即可下载rn");

  while(1)
  {	
		/*********执行任务***************************/
		printf("rn STM32正常运行，亮绿灯rn");
	
		LED_GREEN;	
		Delay(0x3FFFFF);
		
		/*****任务执行完毕，进入停止降低功耗***********/		
		
		printf("rn 进入停止模式，按KEY1或KEY2按键可唤醒rn");

		//使用红灯指示，进入停止状态
		LED_RED;
		
		/* 进入停止模式，设置电压调节器为低功耗模式，等待中断唤醒 */
		PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);	
		
	
		//等待中断唤醒  K1或K2按键中断	
		
		/*********************被唤醒***********************/
		
		//获取刚被唤醒时的时钟状态	
		//时钟源
		clock_source_wakeup = RCC_GetSYSCLKSource ();
		//时钟频率
		RCC_GetClocksFreq(&clock_status_wakeup);
		
		//从停止模式下被唤醒后使用的是HSI时钟，此处重启HSE时钟,使用PLLCLK
		SYSCLKConfig_STOP();
		
		//获取重新配置后的时钟状态	
		//时钟源
		clock_source_config = RCC_GetSYSCLKSource ();
		//时钟频率
		RCC_GetClocksFreq(&clock_status_config);
	
		//因为刚唤醒的时候使用的是HSI时钟，会影响串口波特率，输出不对，所以在重新配置时钟源后才使用串口输出。
		printf("rn重新配置后的时钟状态：rn");
		printf(" SYSCLK频率:%d,rn HCLK频率:%d,rn PCLK1频率:%d,rn PCLK2频率:%d,rn 时钟源:%d (0表示HSI，8表示PLLCLK)n", 
			clock_status_config.SYSCLK_Frequency, 
			clock_status_config.HCLK_Frequency, 
			clock_status_config.PCLK1_Frequency, 
			clock_status_config.PCLK2_Frequency, 
			clock_source_config);
			
		printf("rn刚唤醒的时钟状态：rn");	
		printf(" SYSCLK频率:%d,rn HCLK频率:%d,rn PCLK1频率:%d,rn PCLK2频率:%d,rn 时钟源:%d (0表示HSI，8表示PLLCLK)n", 
			clock_status_wakeup.SYSCLK_Frequency, 
			clock_status_wakeup.HCLK_Frequency, 
			clock_status_wakeup.PCLK1_Frequency, 
			clock_status_wakeup.PCLK2_Frequency, 
			clock_source_wakeup);
		
		/*指示灯*/
		LED_BLUE;	
		Delay(0x1FFFFF);		
			
		printf("rn 已退出停止模式rn");
		//继续执行while循环

  }
}


static void Delay(__IO uint32_t nCount)	 //简单的延时函数
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}



/**
  * @brief  停机唤醒后配置系统时钟: 使能 HSE, PLL
  *         并且选择PLL作为系统时钟.
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void SYSCLKConfig_STOP(void)
{
  /* After wake-up from STOP reconfigure the system clock */
  /* 使能 HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  
  /* 等待 HSE 准备就绪 */
  while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET)
  {
  }
  
  /* 使能 PLL */ 
  RCC_PLLCmd(ENABLE);
  
  /* 等待 PLL 准备就绪 */
  while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
  {
  }
  
  /* 选择PLL作为系统时钟源 */
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
  
  /* 等待PLL被选择为系统时钟源 */
  while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
  {
  }
}
/*********************************************END OF FILE**********************/

其他配置：在这里插入图片描述

41.5 PWR—待机模式实验

5.1 硬件设计

5.2 软件设计

5.2.1 程序设计要点

(1) 清除 WUF 标志位；

(2) 使能 WKUP 唤醒功能；

(3) 进入待机状态。

5.2.2 代码分析

（1）main 函数

/**


#include "stm32f10x.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./key/bsp_key.h" 
#include "./usart/bsp_usart.h"


static void Delay(__IO u32 nCount);
static uint8_t KEY2_LongPress(void);


/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */ 
int main(void)
{	
		/* 使能电源管理单元的时钟,必须要使能时钟才能进入待机模式 */
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR , ENABLE);

	LED_GPIO_Config();	
	
  /*初始化USART1*/
  USART_Config();			

	/*初始化按键，不需要中断,仅初始化KEY2即可，只用于唤醒的PA0引脚不需要这样初始化*/
	Key_GPIO_Config();   
	
	printf("rn 欢迎使用野火  STM32  开发板。rn");
  printf("rn 野火STM32 待机模式例程rn");
	
	printf("rn 实验说明：rn");

	printf("rn 1.本程序中，绿灯表示本次复位是上电或引脚复位，红灯表示即将进入待机状态，蓝灯表示本次是待机唤醒的复位rn");
	printf("rn 2.长按KEY2按键后，会进入待机模式rn");
	printf("rn 3.在待机模式下，按KEY1按键可唤醒，唤醒后系统会进行复位，程序从头开始执行rn");
	printf("rn 4.可通过检测WU标志位确定复位来源rn");
	
	printf("rn 5.在待机状态下，DAP下载器无法给STM32下载程序，需要唤醒后才能下载");

	
	//检测复位来源
	if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) == SET)
	{
		LED_BLUE;
		printf("rn 待机唤醒复位 rn");
	}
	else
	{
		LED_GREEN;
		printf("rn 非待机唤醒复位 rn");
	}
	
  while(1)
  {			
		// K2 按键长按进入待机模式
		if(KEY2_LongPress())
		{
			
			printf("rn 即将进入待机模式，进入待机模式后可按KEY1唤醒，唤醒后会进行复位，程序从头开始执行rn");
			LED_RED;	
			Delay(0x4FFFF);
			
			/*清除WU状态位*/
			PWR_ClearFlag (PWR_FLAG_WU);
			
			/* 使能WKUP引脚的唤醒功能 ，使能PA0*/
			PWR_WakeUpPinCmd (ENABLE);
			
			/* 进入待机模式 */
			PWR_EnterSTANDBYMode();
		}

  }
}


static void Delay(__IO uint32_t nCount)	 //简单的延时函数
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}



 /**
  * @brief  用于检测按键是否被长时间按下
  * @param  无
  * @retval 1 ：按键被长时间按下  0 ：按键没有被长时间按下
  */
static uint8_t KEY2_LongPress(void)
{			
	uint8_t downCnt =0;																				//记录按下的次数
	uint8_t upCnt =0;																					//记录松开的次数			

	while(1)																										//死循环，由return结束
	{	
		Delay(0x2FFFF);																					//延迟一段时间再检测

		if(GPIO_ReadInputDataBit ( KEY2_GPIO_PORT, KEY2_GPIO_PIN ) == SET)	//检测到按下按键
		{
			downCnt++;																					//记录按下次数
			upCnt=0;																						//清除按键释放记录

			if(downCnt>=100)																		//按下时间足够
			{
				return 1; 																				//检测到按键被时间长按下
			}
		}
		else 
		{
			upCnt++; 																						//记录释放次数
			if(upCnt>5)																					//连续检测到释放超过5次
			{
				return 0;																				//按下时间太短，不是按键长按操作
			}
		}//	if(GPIO_ReadInputDataBit 
	}//while
}
/*********************************************END OF FILE**********************/

其他配置：
在这里插入图片描述

41.6 PWR—PVD 电源监控实验

6.1 硬件设计

在这里插入图片描述

6.2 软件设计

6.2.1 程序设计要点

6.2.2 代码分析

（1）初始化 PVD

（2）PVD 中断服务函数

（3）main 函数

/**

#include "stm32f10x.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./key/bsp_key.h" 
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "./pvd/bsp_pvd.h"



/*
*【 ！】实验操作：
* 1.使用外部可调电源，调节成5V输出，连接到实验板引出的 5V<--->GND排针给板子供电；
*2.复位实验板，电压正常时板子上的LED彩灯应为绿色
*3.向下调节可调电源的电压，大约当降至4.2V的时候，LED彩灯会转为红色。
*（程序中控制PVD监控电压约为2.6V,当5V电源降至4.2V的时候，连接STM32的VDD电源(3.3V电源)会低于2.5V，产生PVD事件，在中断中控制亮红灯）
*/

/*【 ！！】注意事项：
*使用可调电源给实验板供电，其它电源线都拔掉(包括下载器、USB线)。
*由于直接接排针供电没有电路保护，调节电源时小心不要使供电电压远高于5V,电压太高会烧坏实验板！！
*/
/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */ 
int main(void)
{	
		LED_GPIO_Config();	
	
	//亮绿灯，表示正常运行
	LED_GREEN; 
	
	//配置PVD，当电压过低时，会进入中断服务函数，亮红灯
	PVD_Config();
	
  while(1)
  {			
		
		/*正常运行的程序*/

  }
}



/*********************************************END OF FILE**********************/

温馨提示：详情请看《stm32实战开发指南》

最后

以上就是单身康乃馨为你收集整理的第41章电源管理—实现低功耗的全部内容，希望文章能够帮你解决第41章电源管理—实现低功耗所遇到的程序开发问题。

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本文分类：单片机
浏览次数：86 次浏览
发布日期：2023-07-28 06:00:03
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_14_uzo_22_f1_12__23__6_5.html

第41章电源管理—实现低功耗

概述

41.1 STM32 的电源管理简介

1.1电源监控器

1.1.1上电复位与掉电复位 (POR 与 PDR)

1.1.2 可编程电压检测器 PVD

1.2 STM32 的电源系统

1.3 STM32 的功耗模式

1.3.1 睡眠模式

1.3.2 停止模式

1.3.3 待机模式

41.2 电源管理相关的库函数及命令

2.1 配置 PVD 监控功能

2.2 WFI 与 WFE 命令

2.3 进入停止模式

2.4 进入待机模式

41.3 PWR—睡眠模式实验

3.1 硬件设计

3.2 软件设计

3.2.1 程序设计要点

3.2.2 代码分析

41.4 PWR—停止模式实验

4.1 硬件设计

4.2 软件设计

4.2.1 程序设计要点

4.2.2 代码分析

41.5 PWR—待机模式实验

5.1 硬件设计

5.2 软件设计

5.2.1 程序设计要点

5.2.2 代码分析

41.6 PWR—PVD 电源监控实验

6.1 硬件设计

6.2 软件设计

6.2.1 程序设计要点

6.2.2 代码分析

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第41章 电源管理—实现低功耗

概述

41.1 STM32 的电源管理简介

1.1电源监控器

1.1.1上电复位与掉电复位 (POR 与 PDR)

1.1.2 可编程电压检测器 PVD

1.2 STM32 的电源系统

1.3 STM32 的功耗模式

1.3.1 睡眠模式

1.3.2 停止模式

1.3.3 待机模式

41.2 电源管理相关的库函数及命令

2.1 配置 PVD 监控功能

2.2 WFI 与 WFE 命令

2.3 进入停止模式

2.4 进入待机模式

41.3 PWR—睡眠模式实验

3.1 硬件设计

3.2 软件设计

3.2.1 程序设计要点

3.2.2 代码分析

41.4 PWR—停止模式实验

4.1 硬件设计

4.2 软件设计

4.2.1 程序设计要点

4.2.2 代码分析

41.5 PWR—待机模式实验

5.1 硬件设计

5.2 软件设计

5.2.1 程序设计要点

5.2.2 代码分析

41.6 PWR—PVD 电源监控实验

6.1 硬件设计

6.2 软件设计

6.2.1 程序设计要点

6.2.2 代码分析

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