低功耗模式

功耗的高低，決定了系統(tǒng)工作的時(shí)間，在需要長(zhǎng)久間隔時(shí)間檢測(cè)數(shù)據(jù)，又不可能人實(shí)時(shí)去操作的項(xiàng)目，最先考慮的就是功耗問(wèn)題了， 功耗越低產(chǎn)品使用時(shí)間就更久。也就是說(shuō)當(dāng)CPU不需繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，就可以利用多種低功耗模式來(lái)節(jié)省功耗，例如等待某個(gè)外部事件時(shí)。 用戶需要根據(jù)最低電源消耗、最快速啟動(dòng)時(shí)間和可用的喚醒源等條件，選定一個(gè)最佳的低功耗模式。

STM32F10xx有三種低功耗模式:

1. 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(shí)鐘(SysTick)等仍在運(yùn)行)

2. 停止模式： 所有的時(shí)鐘都停止。

3. 待機(jī)模式： 1.8V電源關(guān)閉，是最低功耗模式

　　當(dāng)處于運(yùn)行模式，還可以使用降低系統(tǒng)時(shí)鐘、關(guān)閉APB和AHB總線上沒(méi)有使用的外設(shè)時(shí)鐘兩種方式降低功耗。

(一)睡眠模式

1. 進(jìn)入睡眠模式

SLEEP-NOW：如果SLEEPONEXIT位被清除，當(dāng)WRI或WFE被執(zhí)行時(shí)，微控制器立即進(jìn)。

SLEEP-ON-EXIT：如果SLEEPONEXIT位被置位，系統(tǒng)從最低優(yōu)先級(jí)的中斷處理程序中退出時(shí)，微控制器就立即進(jìn)入睡眠模式。

2. 喚醒睡眠模式

如果執(zhí)行WFI指令進(jìn)入睡眠模式，任意一個(gè)被嵌套向量中斷控制器響應(yīng)的外設(shè)中斷都能將系統(tǒng)從睡眠模式喚醒。

如果執(zhí)行WFE指令進(jìn)入睡眠模式，則一旦發(fā)生喚醒事件時(shí)，微處理器都將從睡眠模式退出。產(chǎn)生方式：

　　在外設(shè)控制寄存器中使能一個(gè)中斷，而不是在NVIC(嵌套向量中斷控制器)中使能，并且在Cortex-M3系統(tǒng)控制寄存器中使能SEVONPEND位。當(dāng)MCU從WFE中喚醒后，外設(shè)的中斷掛起位和外設(shè)的NVIC中斷通道掛起位(在NVIC中斷清除掛起寄存器中)必須被清除。

　　配置一個(gè)外部或內(nèi)部的EXIT線為事件模式。當(dāng)MCU從WFE中喚醒后，因?yàn)榕c事件線對(duì)應(yīng)的掛起位未被設(shè)置，不必清除外設(shè)的中斷掛起位或外設(shè)的NVIC中斷通道掛起位。

注：Cortex-M3 權(quán)威指南第13章（182-183頁(yè)）也有講解。

(二)停止模式

　　停止模式是在Cortex?-M3的深睡眠模式基礎(chǔ)上結(jié)合了外設(shè)的時(shí)鐘控制機(jī)制，在停止模式下電壓調(diào)節(jié)器可運(yùn)行在正常或低功耗模式。此時(shí)在1.8V供電區(qū)域的的所有時(shí)鐘都被停止，PLL、HSI和HSE RC振蕩器的功能被禁止，SRAM和寄存器內(nèi)容被保留下來(lái)。在停止模式下，所有的I/O引腳都保持它們?cè)谶\(yùn)行模式時(shí)的狀態(tài)。

1. 進(jìn)入

　　在停止模式下，通過(guò)設(shè)置 的LPDS位使內(nèi)部調(diào)節(jié)器進(jìn)入低功耗模式，能夠降低更多的功耗。

　　如果正在進(jìn)行閃存編程，直到對(duì)內(nèi)存訪問(wèn)完成，系統(tǒng)才進(jìn)入停止模式。

　　如果正在進(jìn)行對(duì)APB的訪問(wèn)，直到對(duì)APB訪問(wèn)完成，系統(tǒng)才進(jìn)入停止模式。

　　●獨(dú)立看門狗(IWDG)：可通過(guò)寫(xiě)入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來(lái)啟動(dòng)IWDG。一旦啟動(dòng)了獨(dú)立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。

　　● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)：通過(guò)備份域控制寄存器 (RCC_BDCR)的RTCEN位來(lái)設(shè)置。

　　● 內(nèi)部RC振蕩器(LSI RC)：通過(guò)控制/狀態(tài)寄存器 (RCC_CSR)的LSION位來(lái)設(shè)置。

　　● 外部32.768kHz振蕩器(LSE)：通過(guò)備份域控制寄存器 (RCC_BDCR)的LSEON位設(shè)置。在停止模式下，如果在進(jìn)入該模式前ADC和DAC沒(méi)有被關(guān)閉，那么這些外設(shè)仍然消耗電流。通過(guò)設(shè)置寄存器ADC_CR2的ADON位和寄存器DAC_CR的ENx位為0可關(guān)閉這2個(gè)外設(shè)。

2. 退出停止模式

　　當(dāng)一個(gè)中斷或喚醒事件導(dǎo)致退出停止模式時(shí)，HSI RC振蕩器被選為系統(tǒng)時(shí)鐘。

當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器處于低功耗模式下，當(dāng)系統(tǒng)從停止模式退出時(shí)，將會(huì)有一段額外的啟動(dòng)延時(shí)。如果在停止模式期間保持內(nèi)部調(diào)節(jié)器開(kāi)啟，則退出啟動(dòng)時(shí)間會(huì)縮短，但相應(yīng)的功耗會(huì)增加。

(三)待機(jī)模式

　　待機(jī)模式可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗。該模式是在Cortex-M3深睡眠模式時(shí)關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)器。整個(gè)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。

　1. 進(jìn)入

　　可以通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的控制位，選擇以下待機(jī)模式的功能：

　　● 獨(dú)立看門狗(IWDG)：可通過(guò)寫(xiě)入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來(lái)啟動(dòng)IWDG。一旦啟動(dòng)了獨(dú)立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。

　　● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)：通過(guò)備用區(qū)域控制寄存器(RCC_BDCR)的RTCEN位來(lái)設(shè)置。

　　● 內(nèi)部RC振蕩器(LSI RC)：通過(guò)控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR)的LSION位來(lái)設(shè)置。

　　● 外部32.768kHz振蕩器(LSE)：通過(guò)備用區(qū)域控制寄存器(RCC_BDCR)的LSEON位設(shè)置。

　2. 退出待機(jī)模式

　　當(dāng)一個(gè)外部復(fù)位(NRST引腳)、IWDG復(fù)位、WKUP引腳上的上升沿或RTC鬧鐘事件的上升沿發(fā)生時(shí)(見(jiàn)圖154 簡(jiǎn)化的RTC框圖)，微控制器從待機(jī)模式退出。從待機(jī)喚醒后，除了 ： 電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)，所有寄存器被復(fù)位。

從待機(jī)模式喚醒后的代碼執(zhí)行等同于復(fù)位后的執(zhí)行(采樣啟動(dòng)模式引腳、讀取復(fù)位向量等)。電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)將會(huì)指示內(nèi)核由待機(jī)狀態(tài)退出。

３.待機(jī)模式下的輸入/輸出端口狀態(tài)

　　在待機(jī)模式下，所有的I/O引腳處于高阻態(tài)，除了以下的引腳：

　　● 復(fù)位引腳(始終有效)

　　● 當(dāng)被設(shè)置為防侵入或校準(zhǔn)輸出時(shí)的TAMPER引腳

　　● 被使能的喚醒引腳

實(shí)現(xiàn)待機(jī)模式功能

1.初始化先進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，

2.當(dāng)有按鍵按下進(jìn)入運(yùn)行模式，

3.在有按鍵按下3s又會(huì)進(jìn)入待機(jī)模式，等到按鍵按下喚醒。

具體步驟：

使能電源時(shí)鐘（是沒(méi)次必不可少的）

 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //使能 PWR 外設(shè)時(shí)鐘`

設(shè)置PA0按鍵引腳作為喚醒源。

PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); //使能喚醒管腳功能

設(shè)置 SLEEPDEEP 位，置 設(shè)置 PDDS 位，執(zhí)行 WFI 指令，進(jìn)入待機(jī)模式。

void PWR_EnterSTANDBYMode(void);

編寫(xiě)按鍵中斷函數(shù)。

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除 LINE10 上的中斷標(biāo)志位  

  if(Check_WKUP()==2) //進(jìn)入待機(jī)模式

  {

    mode= 0;//清零模式變量

    Sys_Enter_Standby();

  }

  }

完整程序

/*

  1.初始化先判斷data為0，就是待機(jī)狀態(tài)，

  2.當(dāng)有按鍵按下30ms進(jìn)入運(yùn)行模式，

  3.在有按鍵按下3s會(huì)進(jìn)入睡眠模式 

   1-> 2->3->2->3 循環(huán)

     硬件： PA0接下拉的按鍵；PB5接共陽(yáng)LED（0亮1滅）

     MCU:STM32F103ZETx系列

*/

#include "stm32f10x.h"    

u8 mode=0; //待機(jī)、喚醒模式控制變量      

void delay_ms(u16 time)

{    

   u16 i = 0;  

   while(time--)

   {

      i = 12000;  

      while(i--);    

   }

}

//初始化PB5  LED燈

void LED_Init_PB5(void)

{

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef_PB5; 

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出  

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;  

  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_ITDef_PB5);

  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);// 置 1輸出高電平

//  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);// 0

}

u8 Check_WKUP(void)

{

  u8 t=0;

  u8 tx=0; //記錄松開(kāi)的次數(shù)

  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);// 置1  LED亮 

  while(1)

 {   

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))//已經(jīng)按下了 

     delay_ms(5);//按鍵延時(shí)消斗

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0))//已經(jīng)按下了

    {

       t++;

       tx=0;

    }

    else

     {   

        tx++;//超過(guò)300ms內(nèi)沒(méi)有WKUP信號(hào)

       if(tx>1)

       {

         GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//1

         return 0;//錯(cuò)誤的按鍵,按下次數(shù)不夠

       }       

      }        

   delay_ms(30);

   if(mode== 0)

     {

        return mode=1;//有按鍵按下，喚醒待機(jī)模式

     }         

   if(t>=100&&mode== 1)//按下超過(guò)3秒鐘

      {

        GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);// 0點(diǎn)亮 DS0

        return mode=2; //按下 3s 以上了，進(jìn)入待機(jī)模式 

      }

 }

}

void WKUP_Init(void)

{

  //PA0（KEY中斷）作為喚醒條件

      //使能 GPIOA 和復(fù)用功能時(shí)鐘

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

  //初始化PA0的按鍵（上拉輸入）

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0;//PA.0

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPD; //上拉輸入

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 IO  

  //使用按鍵外部中斷方式

  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

  //中斷線 0 連接 GPIOA. （按鍵）

  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; //設(shè)置按鍵所有的外部線路

  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //外部中斷模式

  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿觸發(fā)

  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); // 初始化外部中斷

    //按鍵中斷設(shè)置

  NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//使能外部中斷通道

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//先占優(yōu)先級(jí) 2 級(jí)

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//從優(yōu)先級(jí) 2 級(jí)

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//外部中斷通道使能

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化 NVIC    

}

//系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)模式

void Sys_Enter_Standby(void)

{

  RCC_APB2PeriphResetCmd(0X01FC,DISABLE); //復(fù)位所有 IO 口  

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能PWR外設(shè)時(shí)鐘

  PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能喚醒管腳功能

  PWR_EnterSTANDBYMode();//進(jìn)入待命（STANDBY）模式

}

//中斷,檢測(cè)到 PA0 腳的一個(gè)上升沿.

//中斷線 0 線上的中斷檢測(cè)

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除 LINE10 上的中斷標(biāo)志位  

  if(Check_WKUP()==2) //進(jìn)入待機(jī)模式

  {

    mode= 0;//清零模式變量

    Sys_Enter_Standby();

  }

}

int main(void)

{

  LED_Init_PB5();

  WKUP_Init(); //待機(jī)喚醒初始化

  if(Check_WKUP()==1)  //不是開(kāi)機(jī),進(jìn)入待機(jī)模式

  {

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能PWR外設(shè)時(shí)鐘

    PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能喚醒管腳功能

    PWR_EnterSTANDBYMode();//進(jìn)入待命（STANDBY）模式

  }

  while(1)

  {

     GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//LED亮

     delay_ms(50);        

     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//LED滅

     delay_ms(50);   

  }   

}

常用資料：

　　STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0（官方固件庫(kù)）

　　鏈接：STM32固件庫(kù)使用手冊(cè)的中文翻譯版 提取碼：4lkx