電子發(fā)燒友App
????本文我們來學(xué)習(xí)下STM32的待機喚醒功能。要實現(xiàn)的功能是：系統(tǒng)運行時 D1 指示燈閃爍，5 秒后進入待機模式，D1 指示燈熄滅，同時串口 printf輸出相關(guān)提示信息，可通過 K_UP 按鍵實現(xiàn)喚醒。學(xué)習(xí)本內(nèi)容可以參考《STM32F10x中文參考手冊》-4 電源控制器（PWR）章節(jié)。
STM32 低功耗模式介紹
????很多單片機具有低功耗模式，比如 MSP430、STM8L等。我們的STM32也不例外，相關(guān)文章：STM32低功耗模式。默認情況下，系統(tǒng)復(fù)位或上電復(fù)位后，微控制器進入運行模式。在運行模式下，HCLK 為 CPU 提供時鐘，并執(zhí)行程序代碼。當 CPU 不需繼續(xù)運行（例如等待外部事件）時，可以利用多種低功耗模式來節(jié)省功耗。用戶需要根據(jù)最低電源消耗、最快速啟動時間和可用的喚醒源等條件，選定一個最佳的低功耗模式。
????當然在運行模式下，也可以通過如下方式降低功耗：
（1）降低系統(tǒng)時鐘速度
（2）不使用 APBx 和 AHB 外設(shè)時，將對應(yīng)的外設(shè)時鐘關(guān)閉
????STM32 提供了 3 種低功耗模式，以達到不同層次的降低功耗的目的，這三
種模式如下：
（1）睡眠模式（ CM3 內(nèi)核停止工作，外設(shè)仍在運行）
（2）停止模式（所有時鐘都停止）
（3）待機模式（ 1.8 V 內(nèi)核電源關(guān)閉）
????這三種模式所需的功耗是逐級遞減，也就是說待機模式功耗是最低的。三種低功耗模式匯總表如下圖所示：
????我們僅對 STM32 的待機模式進行介紹，其他 2 種模式可以參考《STM32F10x 中文參考手冊》-4電源控制器（PWR）章節(jié)，里面有詳細的介紹。
（1）待機模式
????在睡眠模式中，僅關(guān)閉了內(nèi)核時鐘，內(nèi)核停止運行，但其片上外設(shè)， CM3 核心的外設(shè)全都照常運行。在停止模式中，進一步關(guān)閉了其它所有的時鐘，于是所有的外設(shè)都停止了工作，但由于其 1.8V 區(qū)域的部分電源沒有關(guān)閉，還保留了內(nèi)核的寄存器、內(nèi)存的信息，所以從停止模式喚醒，并重新開啟時鐘后，還可以從上次停止處繼續(xù)執(zhí)行代碼。在待機模式中， 它除了關(guān)閉所有的時鐘， 還把 1.8V 區(qū)域的電源也完全關(guān)閉了，也就是說，從待機模式喚醒后，由于沒有之前代碼的運行記錄，只能對芯片復(fù)位，重新檢測 BOOT 條件，從頭開始執(zhí)行程序。低功耗開發(fā)相關(guān)文章：STM32低功耗開發(fā)時，需要注意的GPIO配置問題。
????那么我們?nèi)绾芜M入待機模式呢？其實很簡單，只要按下圖所示待機模式進入與退出步驟的步驟執(zhí)行就可以了。
????上圖還列出了退出待機模式的操作，當檢測到外部復(fù)位（NRST 引腳）、
IWDG 復(fù)位、 WKUP 引腳上升沿、 RTC 鬧鐘事件的上升沿時，微控制器退出待機模式。本文我們是通過 WKUP 引腳（PA0）上升沿來退出待機模式，當然也可以直接通過芯片復(fù)位管腳 NRST退出。
????從待機模式喚醒后，除了電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)，所有的寄存器豆被復(fù)位，程序?qū)凑諒?fù)位（啟動引腳采樣、復(fù)位向量已獲取等）后的方式重新執(zhí)行。電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)將會指示內(nèi)核由待機狀態(tài)退出。
????在進入待機模式后，除了復(fù)位引腳以及被設(shè)置為防侵入或校準輸出時的
TAMPER （PC13）引腳和被使能的喚醒引腳（ WK_UP 腳（PA0）），其他的 IO 引腳都將處于高阻態(tài)。
????由于篇幅限制，本文并沒有對待機模式相關(guān)寄存器進行介紹，大家可以參考《STM32F10x 中文參考手冊》-4 電源控制器（PWR）章節(jié)，里面有詳細的講解。如果看不懂的可以暫時放下，因為我們使用的是庫函數(shù)開發(fā)。
待機模式配置步驟
????接下來我們介紹下如何使用庫函數(shù)進入和退出待機模式。這個也是在編寫程序中必須要了解的。
????具體步驟如下：（電源管理相關(guān)庫函數(shù)在 stm32f10x_pwr.c和 stm32f10x_pwr.h 文件中）
（1）使能電源時鐘
????因為低功耗模式是通過 STM32 電源（PWR）系統(tǒng)進行管理的，所以需要使能電源時鐘，調(diào)用的庫函數(shù)為：
?
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能?PWR?外設(shè)時鐘
?
（2）設(shè)置 WK_UP 引腳為喚醒源
????待機喚醒方式有很多種，我們選擇 WK_UP 引腳（PA0）上升沿來退出待機模式。在庫函數(shù)中，設(shè)置使能 WK_UP 用于喚醒 CPU 待機模式的函數(shù)是：
?
PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);
?
????因為按鍵 K_UP 連接在PA0 管腳上，并且是高電平有效，這樣一來就可以使用 K_UP按鍵來退出待機模式。
（3）進入待機模式
????進入待機模式， 首先要設(shè)置 SLEEPDEEP 位 （ 詳見 《 Cortex M3 權(quán)威指南(中文)》 ， chpt13 Cortex-M3 的其它特性--電源管理章節(jié)） ，接著我們通過 PWR_CR設(shè)置 PDDS 位，使得 CPU 進入深度睡眠時進入待機模式，最后執(zhí)行 WFI 指令開始進入待機模式，并等待 WK_UP 中斷的到來。整個操作可以通過一個庫函數(shù)完成，如下：
?
PWR_EnterSTANDBYMode();//進入待機模式
?
????通常在進入待機模式前，我們會清除喚醒標志，以等待下次進入。清除喚醒標志庫函數(shù)為：
?
PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 標志
?
????以上幾步全部配置好后，我們就可以正常進入待機模式了，并且可以通過按鍵 K_UP或者復(fù)位按鍵喚醒。
????特別提醒下，如果學(xué)到 RTC 實時時鐘實驗的時候，需要進入待機模式，如果使能了 RTC 鬧鐘中斷的時候，進入待機模式前，必須按如下操作處理：
1.禁止 RTC 中斷（ ALRAIE、 ALRBIE、 WUTIE、 TAMPIE 和 TSIE 等）。
2.清零對應(yīng)中斷標志位。
3.清除 PWR 喚醒(WUF)標志（通過設(shè)置 PWR_CR 的 CWUF 位實現(xiàn)）。
4.重新使能 RTC 對應(yīng)中斷。
5.進入低功耗模式。
????本實驗使用到硬件資源如下：
（1）D1 指示燈
（2）串口 1
（3）K_UP 按鍵
??? D1指示燈、K_UP 按鍵、串口 1 電路在前面章節(jié)都介紹過，這里不多說。D1指示燈用來提示系統(tǒng)正常運行，K_UP 按鍵用來喚醒待機模式，串口 1 用來輸出提示信息。
????所要實現(xiàn)的功能是：系統(tǒng)運行時 D1 指示燈閃爍，5 秒后進入待機模式，D1 指示燈熄滅，同時串口 printf 輸出相關(guān)提示信息，通過 K_UP 按鍵實現(xiàn)喚醒。
????程序框架如下：
（1）配置進入與退出待機模式
（2）編寫主函數(shù)
????前面介紹待機模式配置步驟時，就已經(jīng)講解如何配置。下面我們打開“待機喚醒實驗”工程，在 APP 工程組中可以看到添加了wkup.c文件（里面包含了待機模式驅(qū)動程序），在 StdPeriph_Driver 工程組中添加了 stm32f10x_pwr.c 庫文件。電源系統(tǒng)管理相關(guān)操作的庫函數(shù)都放在stm32f10x_pwr.c 和 stm32f10x_pwr.h 文件中，所以使用到電源系統(tǒng)管理就必須加入 stm32f10x_pwr.c 文件，同時還要包含對應(yīng)的頭文件路徑。
????這里我們分析幾個重要函數(shù)，其他部分程序大家可以打開工程查看。
待機模式配置函數(shù)
????要讓系統(tǒng)進入待機模式，我們必須對它進行配置。進入待機模式代碼如下：
?
/***************************************************************** 函 數(shù) 名 : Enter_Standby_Mode* 函數(shù)功能 : 進入待機模式* 輸 入 : 無* 輸 出 : 無*****************************************************************/void Enter_Standby_Mode(void){??RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能?PWR?外設(shè)時鐘 PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 標志??PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能喚醒管腳?使能或者失能喚醒管腳功能 PWR_EnterSTANDBYMode();//進入待機模式}
?
? ?該函數(shù)首先使能電源PWR時鐘，然后清除喚醒標志位，并使能 WK_UP管腳為喚醒方式，最后進入待機模式。這一過程在前面步驟介紹中已經(jīng)提了。
主函數(shù)
????配置待機模式后，我們就可以編寫主函數(shù)，代碼如下：
?
/***************************************************************** 函 數(shù) 名 : main* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)* 輸 入 : 無* 輸 出 : 無*****************************************************************/int main(){ SysTick_Init(72);??NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);?//中斷優(yōu)先級分組?分2?組 LED_Init(); USART1_Init(9600); while(1) { printf("time: 5
"); led1=0; delay_ms(1000); //隔 1 秒顯示計數(shù) printf("time: 4
"); led1=1; delay_ms(1000); printf("time: 3
"); led1=0; delay_ms(1000); printf("time: 2
"); led1=1; delay_ms(1000); printf("time: 1
"); led1=0; delay_ms(1000); printf("進入系統(tǒng)待機模式
"); Enter_Standby_Mode(); }}
?
????主函數(shù)實現(xiàn)的功能很簡單，首先調(diào)用之前編寫好的硬件初始化函數(shù)，包括
SysTick 系統(tǒng)時鐘，中斷分組，LED 初始化等。然后進入 while 循環(huán)，每間隔一秒讓 printf 輸出一個信息，同時指示燈狀態(tài)發(fā)生變化。倒計 5 秒鐘后，調(diào)用函數(shù) Enter_Standby_Mode進入待機模式，此時指示燈熄滅。
????將工程程序編譯后下載到開發(fā)板內(nèi)，可以看到系統(tǒng)運行時 D1 指示燈不斷閃爍，5 秒鐘后進入待機模式，此時 D1 指示燈熄滅。當按下 K_UP 按鍵或復(fù)位按鍵時，待機模式被喚醒，系統(tǒng)重新運行，同時串口打印提示信息。如果想在串口調(diào)試助手上看到輸出信息，可以打開“串口調(diào)試助手”，首先勾選下標號 1 DTR 框，然后再取消勾選。這是因為此串口助手啟動時會把系統(tǒng)復(fù)位住， 通過 DTR 狀態(tài)切換下即可。然后設(shè)置好波特率等參數(shù)后，串口助手上即會收到 printf發(fā)送過來的信息。（串口助手上先勾選下標號1 DTR框，然后再取消勾選）如下圖所示。
????實驗說明：下載待機喚醒實驗程序后，若使用普中 ARM 仿真器下載其他的程序會出現(xiàn)報警，這是因為處于低功耗模式時，所有外設(shè)時鐘都已關(guān)閉，所以需要在下載程序前先復(fù)位下系統(tǒng)。
原文標題：STM32實例-待機喚醒實驗
文章出處：【微信公眾號：STM32嵌入式開發(fā)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
?
工商網(wǎng)監(jiān)
評論