stm32f103c6t6下的HAL库搭建三种低功耗模式
创始人
2024-01-18 05:58:21

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  • 三种低功耗模式介绍
  • 睡眠模式(sleep mode)
  • 停止模式(stop mode)
  • 待机模式(standby mode)

前言:最近朋友所托,需要一个可以持续运作至少一天的计数器,我感觉头大,因为之前在制作宿舍门禁的时候利用arduino没能实现低功耗模式,所以先到网上找了很多资料,发现立创开源平台上有一个大佬利用STC15实现了低功耗宿舍门禁,能够待机3~6个月,膜拜。本来打算去学习STC15,模仿这个大佬了,但是因为之前学了很久的stm32,所以就上网查了一下资料,实测32也能实现低功耗,所以开始一边学习一边记录。

大佬的STC15低功耗宿舍门禁

文章大部分参考:【STM32】HAL库-电源控制(低功耗模式)

三种低功耗模式介绍

睡眠模式:只有内核时钟关闭,外设仍在运行;可以通过任意一个中断或唤醒事件唤醒;唤醒后回到睡眠的位置向后执行。(CM3内核停止,外设仍然运行)(数据保存)

停止模式:关闭内核时钟、外设时钟,保留内核1.8V供电,寄存器和RAM中的数据可以保持,IO口状态也可保持;可以通过任意一个外部中断唤醒;唤醒后可回到停止的代码处向后执行,但要重新初始化时钟和外设。(所有时钟都停止)(数据保存)

待机模式:关闭所有时钟,关闭内核1.8V供电,寄存器和RAM数据不能保持(除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)、备份寄存器,其他数据都丢失);可通过唤醒引脚(PA0)上升沿、RTC闹钟中断,或者复位唤醒; 从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行 进入Standby模式后,只能有Wake-up脚和RTC唤醒,特别是唤醒后,程序将从最开始运行,也就是相当于软件复位。(最省电)(数据丢失)

正常模式下:芯片配置:
在这里插入图片描述

板子的大概状态:
请添加图片描述
电流表实测有33左右mA(拔掉OLED有30mA左右)

睡眠模式(sleep mode)

在这里插入图片描述
使能外部中断:
在这里插入图片描述

有个博主说不用的IO口设置为模拟输入态最省电
在这里插入图片描述

main函数和外部中断的主要代码:

int times=0;
while (1){HAL_Delay(1000);//延时1000毫秒HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);//翻转点亮LEDif(times > 4){HAL_SuspendTick();//停止系统滴答计时器//	HAL_PWR_EnableSleepOnExit();//设置SCR寄存器的SLEEPONEXIT位,在中断处理结束后重新进入SLEEP模式。HAL_PWR_EnterSLEEPMode(0, PWR_SLEEPENTRY_WFI);//WFI指令进入睡眠模式times = 0;HAL_ResumeTick();//恢复系统滴答计时器}times++;//循环次数加一
}void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{//外部中断可以加自己相加的东西,也可以啥也不加,执行完返回睡眠前的位置继续执行
}

通过执行WFI或WFE指令进入睡眠状态。由于系统的滴答定时器也能够解除睡眠状态,所以要记得停止掉。

使能和停止滴答定时器在:注释说明这个函数可以对系统中断进行使能和停止
在这里插入图片描述

HAL_PWR_EnableSleepOnExit();在下图的文件中:注释说当外部中断执行完返回主线程序的时候,如果调用该函数那么将重新进入睡眠模式,否则就接着睡眠前的程序执行。
在这里插入图片描述
睡眠模式下电流表实测有18mA左右(去掉OLED有15.8mA)

停止模式(stop mode)

SRAM和寄存器内容被保留下来
PLL、HSI和HSE RC振荡器的功能被禁止
所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态

系统时钟:停止模式唤醒后,STM32会使用 HSI(f1的HSI为8M,f4为12M)作为系统时钟。所以,有必要在唤醒以后,在程序上重新配置系统时钟,将时钟切换回HSE。
唤醒延迟 :基础延迟为 HSI振荡器的启动时间,若调压器工作在低功耗模式,还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间,若 FLASH 工作在掉电模式,还需要加上 FLASH 从掉电模式唤醒的时间。

程序和上面类似,还是中断唤醒,只不过设置停止模式的函数不一样,第一个参数是低功耗管理(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON)

int times=0;
while (1){HAL_Delay(1000);//延时1000毫秒HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);//翻转点亮LEDif(times > 4){//停止模式HAL_SuspendTick();//停止系统滴答计时器HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);//电压调节器为低功耗模式,WFI指令进入停止模式SystemClock_Config();//重新配置系统时钟times = 0;HAL_ResumeTick();//恢复系统滴答计时器}times++;//循环次数加一
}void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{//外部中断可以加自己相加的东西,也可以啥也不加,执行完返回睡眠前的位置继续执行
}

停止模式下电流表实测有8.35mA左右(拔掉OLED变成5.9mA左右)

待机模式(standby mode)

待机模式可实现系统的最低功耗。该模式是在Cortex-M3深睡眠模式时关闭电压调节器。整个1.8V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。只有备份的寄存器和待机电路维持供电。也就是说,从待机模式唤醒后,由于没有之前代码的运行记录,只能对芯片复位,重新检测 boot条件,从头开始执行程序。

在待机模式下,所有的I/O引脚处于高阻态,除了以下的引脚
复位引脚(始终有效)
当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚
被使能的唤醒引脚(PA0)

在这里插入图片描述

int main(void)
{HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);//强制使能WKUP(PA0)引脚SET_BIT(PWR->CR, PWR_CR_CWUF_Msk);//写1清除该位 唤醒位SET_BIT(PWR->CR, PWR_CR_CSBF_Msk);//写1清除该位 待机位int times=0;while(1){HAL_Delay(1000);//延时1000毫秒HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);if(times > 4){//待机模式SET_BIT(PWR->CR, PWR_CR_CWUF_Msk);//写1清除该位 唤醒位 如果不清楚此位 系统将保持唤醒状态HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式			}times++;//循环次数加一}
}

PA0用于唤醒单片机,下拉输入,上升沿触发。博主说PA0用cubemx配置没有用,需要强制使能PA0引脚,实践改代码可用,可PA0高电平后,程序复位

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