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【STM32-学习笔记-12-】PWR电源控制

🕗 发布于 2025-01-19 18:45 stm32  学习  笔记  c语言  单片机  

文章目录

PWR电源控制

一、PWR简介

  • PWR（Power Control）电源控制

  • PWR负责管理STM32内部的电源供电部分，可以实现可编程电压监测器和低功耗模式的功能

  • 可编程电压监测器（PVD）可以监控VDD电源电压，当VDD下降到PVD阀值以下或上升到PVD阀值之上时，PVD会触发中断，用于执行紧急关闭任务

  • 低功耗模式包括睡眠模式（Sleep）、停机模式（Stop）和待机模式（Standby），可在系统空闲时，降低STM32的功耗，延长设备使用时间

二、STM32电源框图

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Ⅰ、上电复位和掉电复位

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Ⅱ、PVD可编程电压监测器

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三、STM32的低功耗模式

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Ⅰ、睡眠模式（Sleep Mode）

  • 进入方式：

    • 使用WFI（Wait For Interrupt）指令进入睡眠模式
    • 使用WFE（Wait For Event）指令进入睡眠模式

  • 唤醒方式：

    • 任一中断可以唤醒使用WFI指令进入的睡眠模式
    • 唤醒事件可以唤醒使用WFE指令进入的睡眠模式

  • 对时钟的影响：

    • CPU时钟关闭，但对其他时钟（如总线时钟、外设时钟）和ADC时钟无影响

  • 电压调节器：开启

    1. 执行完WFI/WFE指令后，STM32进入睡眠模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行
    2. SLEEPONEXIT位决定STM32执行完WFI或WFE后，是立刻进入睡眠，还是等STM32从最低优先级的中断处理程序中退出时进入睡眠
    3. 在睡眠模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态
    4. WFI指令进入睡眠模式，可被任意一个NVIC响应的中断唤醒
    5. WFE指令进入睡眠模式，可被唤醒事件唤醒

Ⅱ、停机模式（Stop Mode）

  • 进入方式：

    • 设置PDDS（Power Down Deep Sleep）和LPDS（Low Power Deep Sleep）位
      • PDDS：用于区分是停机模式还是待机模式
        • 当PDDS位为0时，进入停机模式
      • LPDS：用于设置最后的电压调节器是开启还是进入低功耗模式
        • 当LPDS位为1时，电压调节器进入低功耗模式；当LPDS位为0时，电压调节器开启
    • 设置SLEEPDEEP位
      • 用于选择睡眠模式还是深度睡眠模式（待机/停机）
        • 当SLEEPDEEP位为1时，选择深度睡眠模式
        • 停机模式时，需要将SLEEPDEEP位置位
    • 使用WFI或WFE指令进入停机模式

  • 唤醒方式：

    • 任一外部中断（需要在外部中断寄存器中设置）

  • 对时钟的影响：

    • 关闭所有1.8V区域的时钟
    • HSI和HSE的振荡器关闭

  • 电压调节器：可以开启或处于低功耗模式，取决于电源控制寄存器（PWR_CR）的设定

    1. 执行完WFI/WFE指令后，STM32进入停止模式，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行
    2. 1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE（唤醒后须重新启动）被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来
    3. 在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态
    4. 当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI被选为系统时钟（使用SystemInit();则可重新启用72MHz的时钟）
    5. 当电压调节器处于低功耗模式下，系统从停止模式退出时，会有一段额外的启动延时
    6. WFI指令进入停止模式，可被任意一个EXTI中断唤醒
    7. WFE指令进入停止模式，可被任意一个EXTI事件唤醒

Ⅲ、待机模式（Standby Mode）

  • 进入方式：

    • 设置PDDS位
    • 设置SLEEPDEEP位
    • 使用WFI或WFE指令进入待机模式

  • 唤醒方式：

    • WKUP引脚的上升沿
    • RTC闹钟事件
    • NRST引脚上的外部复位
    • IWDG（Independent Watchdog）复位

  • 对时钟的影响：

    • 关闭所有1.8V区域的时钟
    • HSI和HSE的振荡器关闭

  • 电压调节器：关闭

    1. 执行完WFI/WFE指令后，STM32进入待机模式，唤醒后程序从头开始运行
    2. 整个1.8V供电区域被断电，PLL、HSI和HSE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
    3. 在待机模式下，所有的I/O引脚变为高阻态（浮空输入）
    4. WKUP引脚的上升沿、RTC闹钟事件的上升沿、NRST引脚上外部复位、IWDG复位退出待机模式

在待机模式简介中，停机模式要操控的标志位包括：

  1. PDDS位：设置停机还是待机模式。0为停机模式、设置为1为待机模式
  2. SLEEPDEEP位：设置是否进入深度睡眠模式。1 为进入

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四、PWR函数

// 重置PWR寄存器为默认值
void PWR_DeInit(void);

// 使能或失能对备份寄存器（BKP）的访问
void PWR_BackupAccessCmd(FunctionalState NewState);

// 使能或失能电源电压检测器(PVD)
void PWR_PVDCmd(FunctionalState NewState);

// 配置电源电压检测器(PVD)阈值
void PWR_PVDLevelConfig(uint32_t PWR_PVDLevel);

// 使能或失能唤醒引脚（配合待机模式使用）
void PWR_WakeUpPinCmd(FunctionalState NewState);

// 进入停止模式
void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator, uint8_t PWR_STOPEntry);

// 进入待机模式
void PWR_EnterSTANDBYMode(void);

// 获取PWR标志位状态
FlagStatus PWR_GetFlagStatus(uint32_t PWR_FLAG);
// 清除PWR标志位
void PWR_ClearFlag(uint32_t PWR_FLAG);

函数介绍

函数功能

  • 该函数的作用是使系统进入STOP模式。STOP模式是一种低功耗模式，通常用于在不需要处理数据或执行任务时节省能源

参数说明

  1. PWR_Regulator

  • 这个参数用于指定在STOP模式下*调节器（regulator）*的状态。调节器是电源管理系统的一部分，用于控制电源的供应和管理。它有两个可选值：

    • PWR_Regulator_ON：在STOP模式下，调节器保持开启状态。这意味着电源管理系统将继续为某些关键部件供电，以确保系统能够快速从STOP模式唤醒

    • PWR_Regulator_LowPower：在STOP模式下，调节器进入低功耗模式。这种模式下，电源管理系统会尽可能减少功耗，但可能会导致系统从STOP模式唤醒的速度稍慢

  1. PWR_STOPEntry

  • 这个参数用于指定进入STOP模式的方式，具体是通过WFI（Wait For Interrupt）指令还是WFE（Wait For Event）指令。这两个指令都是ARM架构中的低功耗指令，用于使处理器进入低功耗状态，直到有中断或事件发生时唤醒处理器。它也有两个可选值：

    • PWR_STOPEntry_WFI：通过WFI指令进入STOP模式。WFI指令会使处理器进入低功耗状态，直到有中断发生时唤醒处理器

    • PWR_STOPEntry_WFE：通过WFE指令进入STOP模式。WFE指令会使处理器进入低功耗状态，直到有事件发生时唤醒处理器

五、示例

①、睡眠模式

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Serial.h"

int main(void)
{
uint8_t RxData;
OLED_Init();
Serial_Init();
OLED_ShowString(1,1,"RxData:");

while(1)
    {
if(Serial_GetFlag() == 1)
{
RxData = Serial_GetData();
Serial_SendByte(RxData);
OLED_ShowHexNum(1,8,RxData,2);
}

OLED_ShowString(2,1,"Running");
Delay_ms(100);
OLED_ShowString(2,1,"       ");
Delay_ms(100);

/* */__WFI();//进入睡眠模式（使用USART中断可唤醒）
    }
}
  • 程序运行到__WFI()位置时会进入睡眠模式，使用任意中断都可对其进行唤醒

②、停机模式

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"

int main(void)
{
    OLED_Init();
    CountSensor_Init();

/**/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开启PWR的是时钟

    OLED_ShowString(1,1,"Count:");          
    while(1)
    {
OLED_ShowNum(1,7,Ret_Count(),5);
      
OLED_ShowString(2,1,"Running");
Delay_ms(100);
OLED_ShowString(2,1,"       ");
Delay_ms(100);

/**/PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFI);//调用该代码在此处进入停止模式
/**/SystemInit();//唤醒之后主频变为8MHz，需要重新启动72MHz主频
}
}
  • 进入停机模式后，需要外部中断才能将其唤醒

③、待机模式

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MyRTC.h"


int main(void)
{
    OLED_Init();
MyRTC_Init();

OLED_ShowString(1,1,"CNT:");//秒计数器
OLED_ShowString(2,1,"ALR:");//闹钟值
OLED_ShowString(3,1,"ALRF:");//闹钟标志位

/**/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开启PWR时钟

uint32_t Alarm = RTC_GetCounter() + 10;
RTC_SetAlarm(Alarm);//设定闹钟

/**/PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//可使用WakeUp引脚唤醒

    while(1)
    {
OLED_ShowNum(1,6,RTC_GetCounter(),10);
OLED_ShowNum(2,6,Alarm,10);
OLED_ShowNum(3,6,RTC_GetFlagStatus(RTC_FLAG_ALR),1);

OLED_ShowString(4,1,"Running");
Delay_ms(100);
OLED_ShowString(4,1,"       ");
Delay_ms(100);

OLED_ShowString(4,9,"STANDBY");
Delay_ms(1000);
OLED_ShowString(4,9,"       ");
Delay_ms(1000);

OLED_Clear();

/* */PWR_EnterSTANDBYMode();//程序在此处进入待机模式（可由RTC闹钟事件唤醒）
}
}

  • 关键代码：

  •   /**/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//开启PWR时钟
  
  ... ...
  
  /**/PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//可使用WakeUp引脚唤醒
  
  ... ...
  
  /**/PWR_EnterSTANDBYMode();//程序在此处进入待机模式（可由RTC闹钟事件唤醒）

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_63040946/article/details/145222564

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