从STM32CubeMX学习电源管理(PWR)低功耗停止模式，轻松解锁芯片节能新思路

2023-10-31 14:41:45

STM32系列微控制器以其高性能、低功耗和丰富的 периферийный 设备而闻名，广泛应用于各种嵌入式系统中。在实际项目中，为了延长电池寿命或降低系统功耗，我们需要对STM32芯片的电源管理进行合理配置，其中低功耗模式的使用尤为重要。本文将基于STM32CubeMX工具，详细介绍STM32芯片的电源管理(PWR)低功耗停止模式，帮助您轻松解锁芯片节能新思路。

一、低功耗模式简介

STM32芯片提供了多种低功耗模式，可满足不同应用场景的需求。这些模式包括：

睡眠模式(Sleep mode)： 此模式下，CPU进入睡眠状态，外设时钟停止，但内部时钟和寄存器保持工作状态。
停止模式(Stop mode)： 此模式下，CPU和外设时钟都停止，但SRAM和寄存器的内容保持不变。
待机模式(Standby mode)： 此模式下，CPU、外设时钟和SRAM都停止，但RTC和备份寄存器保持工作状态。
掉电模式(Shutdown mode)： 此模式下，芯片进入完全断电状态，所有功能都停止。

二、停止模式详解

在上述低功耗模式中，停止模式是最为常用的模式之一。在停止模式下，CPU和外设时钟都停止，但SRAM和寄存器的内容保持不变。当需要唤醒芯片时，可以通过外部中断或内部定时器来触发。

停止模式下，芯片的功耗非常低，通常只有几微安。因此，在不需要进行任何计算或操作时，我们可以将芯片置于停止模式，以节省功耗。

2.1 进入停止模式

要将STM32芯片置于停止模式，可以通过以下步骤：

关闭不必要的GPIO引脚。
禁用不必要的 периферийный 设备。
进入低功耗模式。

__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

2.2 唤醒芯片

当需要唤醒芯片时，可以通过以下方式之一：

外部中断：通过配置中断引脚，当外部信号触发中断时，芯片可以从停止模式中唤醒。
内部定时器：通过配置内部定时器，当定时器溢出时，芯片可以从停止模式中唤醒。

// 初始化唤醒定时器
TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;
TIM2->PSC = 16000 - 1; // 设置预分频寄存器
TIM2->ARR = 1000 - 1;  // 设置自动重装载寄存器
TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF; // 清除溢出标志位
TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE; // 使能溢出中断
TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // 启用定时器

// 设置中断服务函数
void TIM2_IRQHandler()
{
    // 处理定时器溢出中断
    if (TIM2->SR & TIM_SR_UIF)
    {
        // 清除溢出标志位
        TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;

        // 唤醒芯片
        __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
        HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
    }
}