江科大笔记—PWR电源控制

lanhuazui10

已于 2024-12-23 23:27:47 修改

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分类专栏： STM32 文章标签：单片机

于 2024-12-16 00:01:41 首次发布

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PWR电源控制

实验现象
1、修改主频

修改主频不属于三种低功耗模式，但是也是降低STM32功耗的一种方法。
修改主频在system_stm32f10.c这个文件。system_stm32f10.c用来配置时钟的，在文件里面程序预留了配置时钟的宏定义，将其中的宏定义解除注释，就能直接配置时钟的主频，见下图。

2、睡眠模式+串口发送+接收
这个代码的功能就是当收到一个字节时，中断触发，置标志位，主循环查询到标志位时读取数据，并用串口发送数据，在这个功能后面，又新加了一段代码，这个就是用来配置睡眠模式的代码，执行__WFI()函数芯片就进入睡眠。睡眠的目的是，如果STM32一直没收到数据，那这个主循环也会一直查询标志位，让它睡眠，收到数据后自动退出睡眠模式，执行一遍任务后继续睡眠，这样在空闲时芯片一直在睡眠，可以降低系统功耗。

注意，芯片在三种低功耗模式下，是没法直接下载程序的，如果直接点下载，就会提示报错，不会理你调试端口了。
解决方法，第一步我们按住复位键不放，第二步点下载按钮，第三步及时松开复位键，这样就能下载成功了。在我们本节三种低功耗模式下，都需要这样下载程序。注意一下，另外如果你不小心禁用了调试端口，其实也可以这样来解决。

只有在我们发送数据时刻，OLED才会显示一次running，在空闲时芯片一直都在睡眠，OLED不显示，这样就是在不影响程序功能的前提下，使用睡眠模式节约电量。

3、停止模式+对射式红外传感器计次
下载的操作是：按住复位键不放，点击下载，在松手。每次遮挡一次，执行一次记次，也显示一下running。在没有外部中断信号时，STM32处于停止模式，可以省电。

4、待机模式+RTC实时时钟

这个程序我使用的是LSE外部低速时钟，如果你没有RTC晶振或者RTC晶振不起振，也可以使用LSI内部低速时钟，LSI在待机模式下可以继续工作。然后在这个位置可以加入唤醒后要执行的功能，在进入待机模式之前，可以关闭各个外部连接的模块，以最大化省电，目前是用Oled_Clear模拟了一下。

这个程序会用实时时钟设定闹钟，每隔一段时间会自动唤醒一次，这里演示的是每隔十秒唤醒一次，唤醒之后执行一遍程序任务，然后继续待机。

OLED上显示了当前时钟和闹钟，随后进入待机，然后等一会儿，闹钟触发之后自动唤醒一次，设定新的那种执行程序功能之后继续待机，等待下一次唤醒，这是使用RTC和闹钟配合待机模式的自动唤醒程序，非常适合那种需要每隔一段时间操作一次，空闲时间又需要最大化省电的设备。

PWR介绍

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）

低功耗模式的作用可在系统空闲时，降低STM32的功耗，延长设备使用时间，尤其是像一些用电池供电的设备，对空闲时候的耗电量是有极大要求的。比如数据采集设备，车钥匙，遥控器，报警器等等。这些产品都有个特点，就是在它们的生命周期里，绝大部分时间都是空闲状态，但是我们知道，单片机程序一旦开始正常运行的状态下，程序永远都不会停下来，所以主程序的最后一般都是个死循环。即使需要空闲，让程序停下来，那也得来个空循环，让程序一直转圈卡住。但是，程序运行就会耗电。空循环的耗电量也是很大的，比如遥控器，如果不用它的时候，程序一直空循环，那么用不到几天电池就没电了。这显然是不行的，所以说对于这些设备，我们需要这样的低功耗模式，在空闲状态时关闭不必要的硬件。比如我直接把CPU断电或者关闭时钟，这样程序自然就不会运行了，但在低功耗模式下，我们也需要保留必要的唤醒电路，比如串口接收数据的中断唤醒，外部中断唤醒，RTC闹钟唤醒等等，在需要设备工作时，STM32能够立刻重新投入工作，这样才行。如果你只考虑进入低功耗，而不考虑唤醒，STM32一睡不醒，那不就跟直接断电没区别了吗？

所以低功耗模式我们要考虑关闭哪些硬件，保留哪些硬件，以及如何去唤醒。当然，关闭越多的硬件设备，越省电，唤醒就越麻烦，这也是这三种低功耗模式在设计时所区分的地方。

电源框图

这个图就是STM32内部的供电方案，最上面是模拟部分供电，叫做VDDA。中间是数字部分供电，包括两块区域，VDD供电区域和1.8v供电区域。下面是后备供电，叫做VBAT。

最上面：VADDA供电区域，主要负责模拟部分的供电，其中包括AD转换器、温度传感器、复位模块、PLL锁相环，这些电路的供电正极是VDDA，负极是VSSA。其中AD转换器，还有两个参考电压的供电脚，叫做VREF+和VREF-，这两个脚在引脚多的型号里会单独引出来，在引脚少的型号，比如C8T6，VREF+和VREF-在内部就已经分别接到了VDDA和VSSA了。

中间部分：这一块由两部分组成，左边部分是VDD供电区域，其中包括IO电路、待机电路、唤醒逻辑和独立看门狗，右边部分是VDD通过电压调节器降压到1.8V，提供给后面这一块的1.8V供电区域。1.8V区域包括CPU核心、存储器和内置数字外设，可以看出来STM32内部的大部分关键电路，其实都是以1.8V的低电压运行的，当这些外设需要与外界进行交流时，才会通过IO电路转换到3.3V。使用低电压运行的主要目的是降低功耗，电压越低内部电路运行的功耗就相对越低。电压调节器，它的作用是给1.8V区供电。

最下面：VBAT后备供电区域，其中包括LSE 32K晶体振荡器、后备寄存器，RCC BDCR计寄存器和RTC。
RCC BDCR是RTC的寄存器，叫做备份域控制寄存器，也是和后备区域有关的寄存器，所以也可以有VBAT供电。
低电压检测器，可以控制这个开关，VDD有电时，由VDD供电，VDD没电时，由VBAT供电。

上电复位和掉电复位

首先是上电复位和掉电复位，这个意思是当VDD或者VDDA电压过低时，内部电路直接产生复位，让STM32复位，不要乱操作。

这个复位和不复位的界限之间，设置了一个40mv的迟滞电压，大于上限POR时解除复位，小于下限PDR时复位。这是一个典型的迟滞比较器，设置两个阈值的作用，就是防止电压在某个阈值附近波动时，造成输出也来回抖动。
下面的复位信号reset是低电平有效，所以在前面和后面，电压过低时是复位的，中间电压正常的时候不复位。

电压上限和下限具体是多少伏：还有这里解除复位，还有个滞后时间是多久呢。查看STM32数据手册，在5.3.3内嵌复位和电源控制模块特性里有这个表。

这里写了上电/掉电复位阈值，下降沿也就是PDR掉电复位的阈值下限，典型值是1.88V，上升沿也就是POR上电复位的阈值上限，典型值是1.92V，1.92-1.88就是迟滞的阈值40毫伏。所以如果忽略迟滞的话，简单来说就是大于1.9V上电，低于1.9V掉电。
最后一行就是TRSTTEMPO，复位持续时间，典型值是2.5ms。这就是上电复位和掉电复位。

可编程电压监测器PVD

然后下面这个是可编程电压监测器，简称PVD，他的工作流程也是监测VDD和，VDDA的供电电压。

但是PVD的区别就是，首先它这个阈值电压是可以使用程序指定的，可以自定义调节，调节的范围可以看一下数据手册。

在这个表的上面就是PVD的阈值，配置PLS寄存器的3个位，因为这里也同样是迟滞比较，所以有两个阈值，可选范围是2.2V到2.9V左右，PVD上限和下限之间的迟滞电压是100毫伏。

可以看到，PVD的电压是比上电掉电复位的电压要高的，画个图就是3.3伏是正常的供电，当这个电压降低在2.9伏到2.2伏之间，属于PVD监测的范围，可以通过PVD设置一个警告线，之后再降低到1.9伏，就是复位电路的检测范围,低于1.9伏直接复位住不让动，就是这两个电压监测的工作任务。

PVD触发之后，芯片还是能正常工作的，只不过是电源电压过低，该提醒一下用户了。
所以看，下面这个PVD输出，这个是正逻辑，电压过低时为1，电压正常值为0，这个信号可申请中断，在上升沿或者下降沿时触发中断，提醒程序进行适当的处理。另外这个PVD的中断申请，是通过外部中断实现的。

看一下外部中断这里，可以看到PVD输出的信号是跑到这里来了，所以如果要使用PVD的话，记得要配置外部中断。
然后下面有RTC，是RTC的闹钟信号，也有接到外部中断，其实RTC自己是有中断的，那为啥还要借到外部中断：因为低功耗模式设计的是，只有外部中断可以唤醒停止模式。

后面这两个USB和ETH，也都只有他们的wake up唤醒信号接过来了，目的也是为了唤醒停止模式。

低功耗模式（重点）

第一列，就是有哪几种模式，第二列是如何配置，才能进入我们想要的模式，第三列是对于这些模式，进入之后，如何去唤醒，也就是模式的退出。最后三列，是每种模式对电路的操作，关闭了哪些东西，就是哪些电路不能用了，保留了哪些东西，就是哪些电路还是正常工作的

首先看一下睡眠模式，这是浅睡眠，进入浅睡眠，直接调用WFI或者WFE即可进入，这是内核指令，对应库函数也有对应的函数，直接调用函数即可。

WFI的意思是wait for interrupt等待中断（意思是我先睡了，如果有中断发生的话再叫我起来），所以对应的唤醒条件是任意中断，调用WIFI进入的睡眠模式，任何外设发生任何中断时，芯片都会立刻醒来。

WFE，意思是wait for event等待事件，对应的唤醒条件是唤醒事件，这个事件可以是外部中断配置为事件模式，也可以是使能中断，但是没有配置NVIC。调用WFE进入的睡眠模式，产生唤醒事件时会立刻醒来，醒来之后一般不需要进中断函数，直接从睡的地方继续运行，这是WFI和WFE的作用。

WFI/WFE区别相同点是调用任意一个之后，芯片都进入睡眠，不同点是WFI进入的得用中断唤醒，WFE进入的得用事件唤醒。

睡眠模式对电路的影响，对1.8V区域时钟的影响是，只把CPU时钟关了，对其他时钟和ADC时钟没有影响。对VDD区域时钟的影响是，无，对电压调节器的操作是，开，所以睡眠模式对电路的影响是只把CPU时钟关了，对其他电路没有任何操作。CPU时钟关了，程序就会暂停，不会继续运行了，CPU不运行，芯片功耗就会降低。

关闭电路通常有两个做法：一个是关闭时钟，另一个是关闭电源。

关闭时钟，所有的运算和涉及时序的操作都会暂停，但是寄存器和存储器里面保存的数据还可以维持不会消失。
关闭电源就是电路直接断电，电路的操作和数据都会直接丢失，所以关闭电源比关闭时钟更省电。

这个电压调节器，实际上是1.8V区域的电源，如果电压调节器关，就代表直接把1.8V区域断电。

在省电程度上为一般省电。

第二个停机模式，进入停机模式，首先sleepdeep位设置为1，告诉CPU你可以放心的睡进入深度睡眠模式。

PDDS，用来区分它是停机模式，还是待机模式，PDDS等于0进入停机模式，PDDS等于1进入待机模式。
LPDS用来设置电压调节器，RPDS=0，电压调节器开启，RPDS=1，电压调节器进入低功耗模式。最后当我们把这些位提前设置好了，最后再调用WFI或者WFE，芯片就可以进入停止模式了。
停止模式的唤醒，唤醒条件就苛刻一些，是任一外部中断，要求就是只有外部中断才能唤醒，其他中断唤醒不了。刚才我们还提到了，PVD、RTC闹钟、USB唤醒、ETH唤醒借道了外部中断，所以这四个信号也可以唤醒停止模式。
另外这里并没有区分WFI和WFE，WFI要用外部中断的中断模式唤醒，WFE要用外部中断的事件模式唤醒。
停止模式对电路的操作，首先关闭所有1.8伏区域的时钟，这意思就是不仅CPU不能运行，外设也运行不了，定时器在定时的会暂停，串口收发数据也会暂停，不过由于没关闭电源，所以CPU和外设的寄存器数据都是维持原状的。
停止模式对VDD区域时钟的影响，关闭了HSI和HSE的振荡器，既然CPU和外设时钟都关了，那这两个高速时钟显然也没用。当然没提到的是，LSI内部低速时钟和LSE外部低速时钟，这两个并不会主动关闭，如果开启过这两个时钟还可以继续运行。
停止模式对电压调节器的影响，可以开启和低功耗模式，电压调节器无论是开启还是低功耗，都可以维持1.8伏区域寄存器和存储器的数据内容，区别就是电压调节器处于低功耗模式更省电一些，同时低功耗模式，在唤醒时要花更多的时间。相反电压调压器开启模式的话，就是更耗电一些唤醒更快了
总结停机模式，主要操作就是把运行的高速时钟都关了，CPU和外设都暂停工作，但是电压调节器并没有关，存储器和寄存器数据可以维持原样，它的唤醒条件比较苛刻，只能通过外部中断唤醒。所以停止模式相当于整个人都罢工了，脑子不工作，身体也不工作，只有有人用外部中断过来敲我，我才会醒来干活，在省电程度上为非常省电。

第三种待机模式，首先sleep deep也是置1即将深度睡眠，然后PDDS置1表示即将进入待机模式，最后调用WFI或者WFE就可以进入待机模式了。

唤醒条件，普通外设的中断和外部中断都无法唤醒待机模式，只有几个指定的信号才能唤醒

第一个是wake up引脚的上升沿，wake up引脚，可以看一下引脚定义，这里PA0-WKUP指示了引脚的位置，就是PA0的位置。
第二个是RTC闹钟事件，RTC闹钟可以唤醒待机模式，应用场景就是，芯片每隔一段时间自动工作一次。
第三个是NRST引脚上的外部复位，意思是按一下复位键，它也是能唤醒的。
最后一个IWDG独立看门狗复位。可以看出待机模式，只有这指定的四个信号能唤醒，唤醒条件最为苛刻。

待机模式对电路的操作，基本上是能关的全都关了，1.8伏区域的时钟关闭，两个高速时钟关闭，电压调节器关闭意味着1.8伏区域的电源关闭，内部的存储器和寄存器的数据全部丢失。但是和停止模式一样，并不会主动关闭LSI和LSE两个低速时钟，因为这两个时钟，还要维持RTC和独立看门狗的运行，所以不会关闭，这是待机模式的介绍。

待机模式总结：主要操作就是把能关的全都关掉，只保留几个唤醒的功能，当然配合RTC和独立看门狗的低速时钟，也可以正常工作。所以待机模式相当于这个人直接下班回家睡觉了，没有指定的这几个事，他是不会轻易回来工作的。在省电程度上，待机模式评级为极为省电。

几种模式选择

当执行WFI等待中断或者WFE等待事件指令后，STM32进入低功耗模式，就说这两个指令是最终开启低功耗模式的触发条件，配置其他的寄存器都要在这两个指令之前。

看这个图，首先一旦WFI或者WFE执行了，会按照这个流程来判断，首先看看sleep deep位是1还是0，如果sleep deep=0 ，就是浅睡眠，对应的就是睡眠模式；如果sleep deep=1，表示要进入深度睡眠模式，对应的是停机或者待机模式。

在普通的睡眠模式，通过SLEEPONEXIT位来决定。这一位等于0时，无论程序在哪里调用WFI或WFE都会立刻进入睡眠，这位等于1时，执行WFI或WFE之后，它会等待中断退出，等所有中断处理完成之后，再进入睡眠。这个可能考虑到中断还有一些紧急的任务，最好不要被睡眠打断了，所以先等等也无妨。

当然这两个细分模式我们一般可以不用管，只要我们不在中断函数里调用WFI或WFE，那其实它们的效果是一样的，我们WFI、WFE可以放在主程序里，如果主程序执行到了，自然也代表中断处理完成了，如果你想在中断函数里调用WFI、WFE，并且想中断结束后再睡眠，才需要考虑下面这个等待中断退出模式。

然后继续进入深度睡眠模式，它会继续判断PDDS这一位。如果PDDS=0，就进入的是停机模式，如果PDDS=1，就进入的是待机模式。
在停机模式下，它会继续判断LPDS位，如果LPDS=0，就是停机模式且电压调节器开启，如果LPDS=1,就是停机模式且电压调节器低功耗。电压调节器低功耗的特性就是更省电，但是唤醒延迟更高，那这些就是模式选择的一个判断流程。

三种模式的特性总结

睡眠模式

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。一般可以在主循环的最后，执行一下WFI/WFE，主循环执行一遍，就睡眠，然后唤醒之后，主循环又会执行一遍，再睡眠。每唤醒一次，主循环执行一遍。
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
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，比如你在程序里进行点灯，灯点亮了在进入睡眠，灯仍然是亮的，GPIO引脚的高低电平在睡眠时是维持原样的
WFI指令进入睡眠模式，可被任意一个NVIC响应的中断唤醒
WFE指令进入睡眠模式，可被唤醒事件唤醒

事件唤醒看参考手册

停止模式

执行完WFI/WFE指令后，STM32进入停止模式，程序暂停运行。因为睡眠模式和停止模式，存储器和寄存器的内容都可以维持，唤醒后程序从暂停的地方继续运行。
1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE被禁止，但是没有断电，SRAM和寄存器内容被保留下来
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，这个和睡眠模式一样，GPIO在进入睡眠或者停止模式时暂停，并且高低电平维持暂停前一刻的状态。
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，这一条涉及编程的注意事项
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。这就是刚才电压调节器开启和低功耗模式的区别了，电压调节器低功耗，更省电，但是从停止模式提出时，会有一段额外的启动延时。
WFI指令进入停止模式，可被任意一个EXTI中断唤醒
WFE指令进入停止模式，可被任意一个EXTI事件唤醒

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：

我们的程序默认在SystemInit函数里的配置，是使用的HSE外部高速时钟，通过PLL倍频得到72MHz主频，但是进入停止模式后，PLL和HSE都停止了，而现在退出停止模式时，它并不会再自动开启PLL和HSE，默认用HSI的8MHz直接作为主频。所以如果你忽略了这个问题，那么就会出现一个现象，你程序刚上电是72MHz的主频，但是进入停止模式，在唤醒之后就变成8MHz的主频了，这是一个问题。

解决办法：所以一般在停止模式唤醒后,第一时间就是重新启动HSE，配置主频为72MHz，这个操作也不麻烦，配置的函数他都帮我们写好了，我们只需要再调用下SystemInit就行。

待机模式

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，这个和上面两个模式就有些区别了，因为待机模式把内部大部分电路的电源都断了，数据都丢失了，唤醒之后，程序也无法继续了
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
在待机模式下，所有的I/O引脚变为高阻态（实际GPIO配置里，没有高阻态配置，其实就是浮空输入配置）。比如提前点了一个灯，进入待机模式后，无论这个灯是高电平还是低电平点亮，它都会熄灭，GPIO对外不输出高低电平，也不流过电流。
待机模式4个唤醒条件，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

数据手册和参考手册：

数据手册

首先，看一下数据手册。刚才我们说了，睡眠模式是一般省电，停止模式是非常省电，待机模式是极为省电，除了这么多省电，到底有多省呢？我们看一下数据手册，用数据说话。

在手册这里，5.3.5小节供电电流特征有介绍，耗电量在不同工作条件下都是不同的，做产品的话，具体值还是以实测为准，现在我们就大概看一下官方给的一些测试表。看一下各个模式的耗电范围，首先这个表是从内部闪存flash运行，正常运行模式下的供电电流。条件是外部时钟使能所有外设和关闭所有外设，然后各个主频下的电流信号在右边。

可以看到，耗电电流区间是几到几十，单位是毫安。最高是50毫安左右，最低是七毫安左右。上下对比，使能所有外设，比关闭所有外设更耗电。所以为了省电，不需要的外设，我们可以把它的时钟关掉。另外，对于频率来说，降低主频对于省电也是很划算的，降低主频后耗电，电流下降也很明显。如果你需要设备连续运行，并且对于主频和性能没那么高要求的话，降低主频也是一个不错的选择。就是这个表的数据。

然后下面这个是从RAM运行的耗电数据吧，整体上来看比上面这个表低一些，但差别不大。

然后这个图里可以看出主频温度和耗电的关系，主频和耗电大概上是一个正比的关系。72M，耗电40毫安左右。频率降低一半，36M，耗电大概也降低一半，20毫安左右。36M再降低一半是18M，可以看一下这个相近的16M，差不多电流也降低了一半。16M再降低一半，8M电流继续降低一半，所以主频越低，耗电越低，主频每降低一半，耗电大概就也降低一半。单子是大概一半的关系啊，并不是严格对应的。
然后再看温度，温度升高，耗电量也是升高的。当然，影响并不是很大。这是这个图，可以看出来特征。

睡眠模式下供应电流

这是睡眠模式下的供应电流，它的耗电也是毫安级别的，从几毫安到几十毫安不等。但是整体上来看，比正常运行的耗电是低一些的，比如正常运行的情况下最大，刚才看的是50毫安左右。在睡眠模式下，这个最大电流降低到了30毫安左右，会省一些电，但是耗电也是毫安级别的。只能算是一般省电。

停机/待机模式供应电流

这是停机模式下的供应电流和待机模式下的供应电流。左边是测试条件，看右边的数据，首先这个电流的单位是uA微安级别。在停机模式下，3.3v供电时耗电，电流典型值是14到24微安，这个就非常省电了。在待机模式下，电流会进一步降低，典型值是2~3uA左右，可以算是极为省电了。

举个例子呢，为了方便计算，我近似取个值。假设正常运行电流是30毫安，停机模式电流是30微安，待机模式是三微安。那么，对于一个300毫安时的电池来说，正常运行能用十个小时，停机模式能用一万个小时，待机模式能用十万个小时，这个对比差别就比较大了吧。所以如果你的产品使用了电池供电，低功耗模式，还是要考虑用一下的。
最后，我们看到备份区域的供电，电流也非常低。rtc开启的情况下，也只需要1.4uA，所以备用电池接上一个基本不用担心没电了。有关STM32各个状态下的电流消耗。

参考手册：

最后，我们还是照例看一下参考手册。我们本节讲的内容位于参考手册第四节电源控制pwr。看一下，首先是这个整体的电源框图，内部电源有哪些区域？通过哪些引脚供电？上面介绍过了。

下面是电池备份区域。这里有一些警告和建议哈，这个我们上一节讲电路的时候说过。当然，这里还有一个注写的，是因为模拟开关只能通过少量的电流3mA。在输出模式下使用PC 13至PC 15的I/O口功能是有限制的，速度必须限制在2MHz以下,最大负载为30pF，而且这些I/O口绝对不能当做电流源, 如驱动LED。
它这里特意强调了PC 13到PC 15端口绝对不能驱动LED，但有意思的是，我们这个最小系统板，它上面有两个LED。一个是电源指示灯，另一个是接待GPL口的测试灯，并且这个接待GPL的测试灯，它就正好位于PC 13。所以说我们这个最小系统板的电路设计，违背了这条注意事项，不过好在这个贴片的小电流并不是很大。目前也没有什么问题，但是它要是真的导致gpu损坏，你也不能怪他没提醒你，所以我们在做产品之前还是要仔细阅读手册，知道的越多就越不容易犯错。

然后继续下面是电压调节器，有三种模式正常运转，低功耗和停止供电。

再看下面，这是上电复位和掉电复位的介绍。这个图和功能我们也讲过，下面是可编程电压监测器，大家可以看一下。之后就是低功耗模式的介绍了。低功耗一览表总共有睡眠停机待机三种模式，下面是一些省电建议，首先就是降低系统时钟，降频后功耗会明显降低，刚才通过那个数据手册也看过。然后是外部时钟的控制，不需要的外设，我们可以把时钟给关掉，以减少功耗。另外在睡眠之前也可以关闭所有外设的时钟来省电。不过，这样睡眠模式下的外设就干不了活了。

然后下面是睡眠模式执行或进入睡眠模式。可以选择立刻睡眠或者等中断结束后再睡眠。退出睡眠呢，在这里也有介绍和我们PPT讲的一样。接着停止模式如何进入？如何退出？以及一些注意事项，大家可以自己再看看。然后是待机模式再介绍，也可以再看看。

最后这里有个低功耗模式下的自动唤醒，这里的意思就是使用RTC可以在停止模式或待机模式下定期唤醒芯片。也就是我们第四个示例代码演示的现象。

然后下面就是一些寄存器描述了，控制寄存器里面是一些控制位，比如DBP位，取消后备区域写保护，PLS[2:0]选择pvd电平，PDDS选择是停止模式还是待机模式，LPDS选择停止模式下电压调节器是开启还是低功耗，这些位就在这里定义的。

然后控制状态寄存器，里面是一些控制位和标志位，比如使能WKUP引脚和一些标志位。

最后就是寄存器总表了，寄存器不多，总共就两个。

修改主频&睡眠模式&停止模式&待机模式

硬件接线图

修改主频接线图

睡眠模式+串口发送+接收接线图
CH340 USB转串口模块，GND和STM32共地，RXD接PA9，TXD接PA10。

停止模式+对射式红外传感器计次接线图
对射式红外传感器模块的VCC和GND接上供电，DO输出接STM32的PB14引脚。

待机模式+实时时钟接线图
PA0引出一根线，目的是可以手动把PA0接到3.3v或断开，因为PA0有个WKUP，可以唤醒待机模式，WKUP引脚上升沿有效，直接接一个线短接到3.3v，来手动产生一个上升沿，测试WKUP的效果。

研究system_stm32f10x.h、system_stm32f10x.c文件：

system_stm32f10x.h、system_stm32f10x.c文件是用来配置系统时钟的，也就是配置RCC时钟树。

RCC时钟树

在这里这个图就是RCC时钟树的全部电路。

左边是四个时钟源，HSI、HSE、LSE、LSI用于提供时钟源。

右边就是各个外设，就是使用时钟的地方，我们用的最多的就是AHB时钟、APB1时钟、APP2时钟。

另外还有一些时钟，它们的来源不是AHB和APB，比如I2S的时钟直接来源于SYSCLK，USB的时钟直接来源于PLL。

我们主要关心的就是这个外部的8MHz晶振，它如何进行选择，如何倍频才能得到这个72MHz的SYSCLK系统主频，然后系统主频如何去分配，才能得到AHB、APB1和APB2的时钟频率。

/**

******************************************************************************

* @file system_stm32f10x.c

* @author MCD Application Team

* @version V3.5.0

* @date 11-March-2011

* @brief CMSIS Cortex-M3 Device Peripheral Access Layer System Source File.

*

* 1. This file provides two functions and one global variable to be called from

* user application:

* - SystemInit(): Setups the system clock (System clock source, PLL Multiplier

* factors, AHB/APBx prescalers and Flash settings).

* This function is called at startup just after reset and

* before branch to main program. This call is made inside

* the "startup_stm32f10x_xx.s" file.

*

* - SystemCoreClock variable: 系统主频的值Contains the core clock (HCLK), it can be used

* by the user application to setup the SysTick

* timer or configure other parameters.

*

* - SystemCoreClockUpdate(): Updates the variable SystemCoreClock and must

* be called whenever the core clock is changed

* during program execution.

*

* 2. After each device reset the HSI (8 MHz) is used as system clock source.

* Then SystemInit() function is called, in "startup_stm32f10x_xx.s" file, to

* configure the system clock before to branch to main program.

*

* 3. If the system clock source selected by user fails to startup, the SystemInit()

* function will do nothing and HSI still used as system clock source. User can

* add some code to deal with this issue inside the SetSysClock() function.

*

* 4. The default value of HSE crystal is set to 8 MHz (or 25 MHz, depedning on

* the product used), refer to "HSE_VALUE" define in "stm32f10x.h" file.

* When HSE is used as system clock source, directly or through PLL, and you

* are using different crystal you have to adapt the HSE value to your own

* configuration.

*/

工程文件目录中带钥匙符号代表文件只读

解除只读的方法：打开工程文件夹或在system_stm32f10x.c右键-->属性，去除勾选只读，可以去除单个文件或者单个文件夹的只读属性。比如想整个文件或整个工程文件夹都取消只读，在外面对整个文件夹操作，点击属性，把只读去掉即可。

修改主频，把宏解除注释（/*），默认主频是72MHz，这里会根据不同的宏定义，调用不同的系统时钟函数

总结：

首先是是Systemlnit函数，进来启动HSI，之后就是各种缺省配置，最后调用SetSysClock；SetSysClock是一个分配函数，根据前面解除不同的宏定义，选择执行不同的配置函数：如SetSysClockTo72、To56、To48等。最后在SetSysClockTo72里配置实现系统时钟配置：选择HSE作为锁相环输入，之后锁相环进行9倍频，再选择锁相环输出，作为主频，这样主频就是72MHZ。

修改主频

main.c

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

int main(void)
{
   OLED_Init();                           //OLED初始化

   OLED_ShowString(1, 1, "SYSCLK:");       //显示静态字符串
   OLED_ShowNum(1, 8, SystemCoreClock, 8); //SystemCoreClock的值表示当前的系统主频频率

   while (1)
   {
       OLED_ShowString(2, 1, "Running");   //闪烁Running，指示当前主循环运行的快慢
       Delay_ms(500);
       OLED_ShowString(2, 1, " ");
       Delay_ms(500);
   }
}

修改主频就是修改stm32f10x.c文件中的宏定义，比如修改成36MHz

程序现象：
第一行主频频率是36M。第二行Running闪烁周期是2s。

睡眠模式

main.c

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

uint8_t RxData;           //定义用于接收串口数据的变量

int main(void)
{
   OLED_Init();       //OLED初始化
   OLED_ShowString(1, 1, "RxData:");   //显示静态字符串

   Serial_Init();       //串口初始化

   while (1)
   {
       if (Serial_GetRxFlag() == 1)           //检查串口接收数据的标志位
       {
           RxData = Serial_GetRxData();       //获取串口接收的数据
           Serial_SendByte(RxData);           //串口将收到的数据回传回去，用于测试
           OLED_ShowHexNum(1, 8, RxData, 2);   //显示串口接收的数据
       }

       OLED_ShowString(2, 1, "Running");       //OLED闪烁Running，指示当前主循环正在运行
       Delay_ms(100);
       OLED_ShowString(2, 1, " ");
       Delay_ms(100);

         //执行WFI指令，CPU睡眠，并等待中断唤醒
//执行WFI这时CPU会立刻睡眠,程序就停在了WFI指令这里,但是各个外设比如USRT还是工作状态。等到我们用串口助手发送数据时，USRT外设收到数据产生中断，唤醒CPU之后，程序在暂停的地方继续运行。
       __WFI();
   }
}

程序现象
串口助手发送数据，每发送一个Running闪烁一次，接收区回传一次数据，说明程序在收到数据之后，可以唤醒工作一次。在不影响功能的前提下，CPU能在空闲时睡眠，节约用电。

停止模式

停止模式只能通过外部中断触发(唤醒)，所以和停止模式相关的代码肯定得用外部中断。

在停止模式下1.8V区域的时钟关闭，CPU和外设都没有时钟了，但是外部中断的工作是不需要时钟的，这一点从代码里也可以看出来，初始化的时候，根本就没有开启EXTI时钟的参数，这也是EXTI能在时钟关闭的情况下工作的原因。

刚才讲的睡眠模式其实都只是内核的操作，睡眠模式涉及的几个寄存器也都是在内核里，跟PWR外设关系不大，所以刚才我们都没用到PWR的库函数，不过现在停止模式涉及到内核之外的电路操作，这就需要用到PWR外设了，看一下库函数。

PWR.h里常用函数

void PWR_DeInit(void);//恢复缺省配置
void PWR_BackupAccessCmd(FunctionalState NewState); // 使能后备区域的访问

// 配置PVD使能电压
void PWR_PVDCmd(FunctionalState NewState); //使能PVD功能
void PWR_PVDLevelConfig(uint32_t PWR_PVDLevel);//配置PVD的阈值电压

// 使能WKUP引脚唤醒功能，在待机模式下使用
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);

//标志位函数

FlagStatus PWR_GetFlagStatus(uint32_t PWR_FLAG); //获取标志位
void PWR_ClearFlag(uint32_t PWR_FLAG); //清除标志位

main .c

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

int main(void)
{
   /*模块初始化*/
   OLED_Init();           //OLED初始化
   CountSensor_Init();       //对射式红外传感器初始化

   /*开启时钟*/
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);       //开启PWR的时钟，停止模式和待机模式一定要记得开启

   /*显示静态字符串*/
   OLED_ShowString(1, 1, "Count:");

   while (1)
   {
       OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5);           //OLED不断刷新显示CountSensor_Get的返回值

       OLED_ShowString(2, 1, "Running");                   //OLED闪烁Running，指示当前主循环正在运行
       Delay_ms(100);
       OLED_ShowString(2, 1, " "); //把Running清除
       Delay_ms(100);

       PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFI);   //STM32进入停止模式，并等待外部中断唤醒
       SystemInit(); //当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时候，HSI被选为系统时钟。所以唤醒后，要重新配置时钟，重新启动HSE，配置72MHZ
   }
}

stm32f10x_pwr.c

/**

* @brief Enters STOP mode.

* @param PWR_Regulator: specifies the regulator state in STOP mode.

* This parameter can be one of the following values:

* @arg PWR_Regulator_ON: STOP mode with regulator ON

* @arg PWR_Regulator_LowPower: STOP mode with regulator in low power mode

* @param PWR_STOPEntry: specifies if STOP mode in entered with WFI or WFE instruction.

* This parameter can be one of the following values:

* @arg PWR_STOPEntry_WFI: enter STOP mode with WFI instruction

* @arg PWR_STOPEntry_WFE: enter STOP mode with WFE instruction

* @retval None

*/

void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator, uint8_t PWR_STOPEntry)

{

uint32_t tmpreg = 0;

/* Check the parameters */

assert_param(IS_PWR_REGULATOR(PWR_Regulator));

assert_param(IS_PWR_STOP_ENTRY(PWR_STOPEntry));

/* Select the regulator state in STOP mode ---------------------------------*/

tmpreg = PWR->CR;

/* Clear PDDS and LPDS bits */

tmpreg &= CR_DS_MASK;

/* Set LPDS bit according to PWR_Regulator value */

tmpreg |= PWR_Regulator;

/* Store the new value */

PWR->CR = tmpreg;

/* Set SLEEPDEEP bit of Cortex System Control Register */

SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP;

/* Select STOP mode entry --------------------------------------------------*/

if(PWR_STOPEntry == PWR_STOPEntry_WFI)

{

/* Request Wait For Interrupt */

__WFI();

}

else

{

/* Request Wait For Event */

__WFE();

}

/* Reset SLEEPDEEP bit of Cortex System Control Register */

SCB->SCR &= (uint32_t)~((uint32_t)SCB_SCR_SLEEPDEEP);

}

等外部中断发生时，芯片唤醒。这时，芯片先进入到外部中断函数里，执行一遍中断函数，退出后程序，继续到PWR_EnterSTOPMode函数的__WFI()或__WFE()阻塞处运行，然后函数退出。最后执行配置时钟之后，外绕循环回到开头执行一遍，这个内容最后就是再执行这个函数，进入停止模式了，这是程序执行流程。

程序现象：

在空闲时，Running没有闪烁。每遮挡一次，Running闪烁一下。而复位后第一次的Running闪烁很快，是正常的时间，而遮挡之后，Running闪烁变慢。
退出停止模式时，HSI被选为系统时钟，也就是在我们首次复位后，SystemInit函数里配置的是HSE*9倍频的72M主频。所以复位后第一次Running闪烁很快，而之后进入停止模式，再退出时默认时钟就变成HSI了，HSI是8M，所以唤醒之后的程序运行就会明显变慢。

待机模式

主要任务：

第一，设置RTC时钟；

第二，进入待机模式；

第三，使用闹钟信号，唤醒待机模式。

代码：
main.c

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

int main(void)
{
   /*模块初始化*/
   OLED_Init();       //OLED初始化
   MyRTC_Init();       //RTC初始化

   /*开启时钟*/
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);       //开启PWR的时钟，停止模式和待机模式一定要记得开启虽然MyRTC_Init里开启了，多次开启无所谓，防止其他没调用MyRTC_Init的场景但时钟没开启外设就不会工作。

   /*显示静态字符串*/
   OLED_ShowString(1, 1, "CNT :"); //显示秒计数器
   OLED_ShowString(2, 1, "ALR :"); //显示闹钟值
   OLED_ShowString(3, 1, "ALRF:"); //闹钟标志位

   /*使能WKUP引脚*/
   PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);                       //使能位于PA0的WKUP引脚，这个函数作用是将wkup引脚配置成输入下拉模式，当WKUP引脚出现上升沿时候，比如本实验手动将wkup引脚接到高电平时候，会唤醒待机模式


   /*设定闹钟*/
   uint32_t Alarm = RTC_GetCounter() + 10;           //闹钟为唤醒后当前时间的后10s
   RTC_SetAlarm(Alarm);                           //写入闹钟值到RTC的ALR寄存器，这个寄存器只写不可读，所以使用变量Alarm显示到OLED上
   OLED_ShowNum(2, 6, Alarm, 10);                   //显示闹钟值

   while (1)
   {
       OLED_ShowNum(1, 6, RTC_GetCounter(), 10);   //显示32位的秒计数器
       OLED_ShowNum(3, 6, RTC_GetFlagStatus(RTC_FLAG_ALR), 1);       //显示闹钟标志位，显示长度为1

       OLED_ShowString(4, 1, "Running");           //OLED闪烁Running，指示当前主循环正在运行
       Delay_ms(100);
       OLED_ShowString(4, 1, " "); //Running清除
       Delay_ms(100);

       OLED_ShowString(4, 9, "STANDBY");           //OLED闪烁STANDBY，指示即将进入待机模式
       Delay_ms(1000);
       OLED_ShowString(4, 9, " ");
       Delay_ms(100);

       OLED_Clear();                               //OLED清屏，模拟关闭外部所有的耗电设备，以达到极度省电

       PWR_EnterSTANDBYMode(); //STM32进入停止模式，并等待指定的唤醒事件（WKUP上升沿或RTC闹钟）
       /*待机模式唤醒后，程序会重头开始运行，待机模式之后的代码执行不到，下次继续从头开始，在程序刚开始的时候自动调用SystemInit初始化时钟，所以待机模式我们就不用像停止模式那样，自己调用SystemInit了。并且这个while循环，实际上也只有执行一遍的机会，把这个while循环去掉也是可以的*/
   }

}

程序现象：

复位后，Running闪烁一次，进入待机，当然CNT也不会进行刷新了。然后需等一下，闹钟触发，待机模式唤醒，CNT和闹钟值刷新一下，Running闪烁一次。并且，每次唤醒后，闹钟值都会重新设定，通过这一现象，确定待机模式唤醒后，程序是从头开始执行。stm32进入待机模式之前，要把外部接的模块全部关掉。

最开始显示信息，进入待机，OLED清屏，等待一会，闹钟触发之后，唤醒一次。