stm32l011F4之 低功耗睡眠模式

本文介绍STM32L011F4微控制器低功耗睡眠模式的实现方法,包括系统时钟配置、IO初始化、中断设置等步骤,并通过实验验证了该模式下芯片的功耗仅为4.7uA,同时支持GPIO中断唤醒。

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stm32l011F4之 低功耗睡眠模式

本文只是记录一下我调试低功耗的一些实验记录,在芯片进入低功耗睡眠后功耗在4.7uA(亲测,少量外围电路),通过中断唤醒(手册中说可以任意中断唤醒,本文实验了GPIO_A0,GPIO_A5脚,可以唤醒)。


要点

最近有点忙,先讲一遍如何进入和退出低功耗睡眠模式。
1.初始化 配置系统时钟,管脚中断等
2.设置FLASH等
----while(1)---start---
2.进入低功耗睡眠模式
    1).设置空闲管脚为模拟
    2).开中断
    3).关定时器等
    4).设置时钟
    5).关心跳
    6).设置进入低功耗睡眠定时器
----程序就会睡眠在此处,唤醒后,在从这里开始----
3.退出低功耗
    1).清除低功耗寄存器
    2).设置心跳、系统时钟
    3).初始化IO、外设
----------while(1)---end--

代码示例

  • 代码。有空再完善啊
#define WAKE_PIN_Pin GPIO_PIN_0
#define WAKE_PIN_GPIO_Port GPIOA
#define WAKE_PIN_EXTI_IRQn EXTI0_1_IRQn

#define KEY_Pin GPIO_PIN_5
#define KEY_GPIO_Port GPIOA
#define KEY_EXTI_IRQn EXTI4_15_IRQn

static void MX_GPIO_Init(void)             //IO初始化
{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    //led 测试   
    HAL_GPIO_WritePin(LED_SET_GPIO_Port, LED_SET_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_SET_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(LED_SET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    //   

    /*Configure GPIO pins : WAKE_PIN_Pin KEY_Pin 中断 */
    GPIO_InitStruct.Pin = WAKE_PIN_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(WAKE_PIN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = KEY_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(KEY_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


    /* EXTI interrupt init*/
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 1, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(WAKE_PIN_EXTI_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 1, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_EXTI_IRQn);//开按键中断
    /* USER CODE END 4 */
}



void InitPinEnterHaltMode(void)       //进入低功耗前 设置IO为模拟
{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    /* GPIO Ports Clock Enable */

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();


    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO1_3518_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);


    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO2_3518_Pin|GPIO3_3518_Pin;//|SYS_PWR_Pin
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);


    GPIO_InitStruct.Pin = RX_USART2_Pin|TX_USART2_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);


    /*Configure GPIO pins : WAKE_PIN_Pin KEY_Pin 中断*/
    GPIO_InitStruct.Pin = WAKE_PIN_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(RX_USART2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


    GPIO_InitStruct.Pin = KEY_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(KEY_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 1, 1);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(WAKE_PIN_EXTI_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 1, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_EXTI_IRQn);//开按键中断

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();

}




void InitPinExitHaltMode(void)               // 退出低功耗 IO中断初始化
{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pins : WAKE_PIN_Pin KEY_Pin 中断*/
    GPIO_InitStruct.Pin = WAKE_PIN_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(WAKE_PIN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = KEY_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(KEY_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);


    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 1, 1);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(WAKE_PIN_EXTI_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 1, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_EXTI_IRQn);//开按键中断


}


void InitEnterHaltMode(void)  //进入低功耗
{
    //MX_WWDG_Init_Idle();           //关闭看门狗
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);    //关闭定时器
    InitPinEnterHaltMode();          //设置IO
    SystemClock_Decreaseleep();     
    HAL_SuspendTick();
    HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);//PWR_MAINREGULATOR_ON
}


void InitExitHaltMode(void)      //退出低功耗
{
    SystemClock_Config();
    HAL_ResumeTick();
    InitPinExitHaltMode();

    MX_TIM2_Init();
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); 
    //__HAL_RCC_WWDG_CLK_ENABLE();
}

void Change_Mode(void)            
{ 
    if ( g_WeakEvent == 0)       //进入低功耗标志位
    {       
      HAL_Delay(2);
      InitEnterHaltMode();    
      //进入停止模式后程序一直会停在这里,等待唤醒后继续运行(如果中断唤醒,先运行中断处理函数中的操作)         
      HAL_PWREx_DisableLowPowerRunMode();
      InitExitHaltMode(); 
      HAL_Delay(2);
      g_WeakEvent = 1;
    }
}


int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM2_Init();
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);  
    kfifo_init(&recvfifo);

    __HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_DISABLE();
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();          
    __HAL_FLASH_SLEEP_POWERDOWN_ENABLE();  
    while (1)
    {
        Key_Handle();
        Change_Mode();
        HAL_Delay(1);
    } 
}


1设计要求 要求系统按如下方式进入和退出睡眠模式: 在系统启动2秒后,将RTC在3秒钟之后配置为产生一个报警事件,接着通过WFI指令使系统进入停机模式。 如果要唤醒系统到正常模式,可通过按Key按钮;否则,在3秒钟后,会产生RTC报警中断自动将系统唤醒。 一旦退出停机模式,系统时钟被配置成先前的状态(在停机模式下,外部高速振荡器HSE和PLL是不可用的)。 经过一段延时之后,系统将再次进入停机状态,并可按上述操作无限重复。 2 硬件电路设计 硬件电路采用与7.1小节应用实例一样硬件电路,可见图7-10。其中Key按钮用于通过PB9产生一个外部中断, LED1、LED2、LED3、LED4则用于显示处理器所处的模式和中断触发情况。 3 软件程序设计 根据任务要求,程序内容主要包括: (1) 配置GPIOB口,配置RTC,配置外部中断; (2) 配置PB口第9个引脚作为外部中断,下降延触发;配置RTC报警中断,上升沿触发; (3) 两个中断服务子程序的内容分别是:切换LED2和LED3灯的状态; 整个工程包含3个源文件:STM32F10x.s、stm32f10x_it.c和main.c,其中STM32F10x.s为启动代码,所有中断 服务子程序均在stm32f10x_it.c中,其它函数则在main.c中。下面分别介绍相关的函数,具体程序清单见参考程序。 函数SYSCLKConfig_STOP用于当处理器从停机模式唤醒之后,配置系统时钟、使能HSE和PLL,并以PLL作为系统时钟源。当处理器处理停机模式的时候,HSE、PLL是不可用的。 函数GPIO_Configuration用于配置GPIO的PC6、PC7、PC8、PC9和PB9。 函数EXTI_Configuration用于配置外部中断线9(PB9)和17(RTC报警)。 函数NVIC_Configuration配置NVIC及中断向量表,这里主要是配置外部中断线9和17。 函数EXTI9_5_IRQHandler处理按钮Key(PB9)所触发的中断,其主要作用是将LED2灯的状态翻转一次。 函数RTCAlarm_IRQHandler处理RTC报警所触发的中断,其主要作用事将LED3 灯的状态翻转一次,如果设置了唤醒标志则清除之。 运行过程: (1) 使用Keil uVision3 通过ULINK 2仿真器连接EduKit-M3实验平台,打开实验例程目录PWR_TEST子目录下的PWR.Uv2 例程,编译链接工程; (2) 选择软件调试模式,点击MDK 的Debug菜单,选择Start/Stop Debug Session项或Ctrl+F5键,在逻 辑分析仪中添加GPIOC_ODR.6、GPIOC_ODR.7、GPIOC_ODR.8、GPIOC_ODR.9,点击Run按钮即可在逻辑分析 仪中看到如图7-14,还可用Peripherals-General Port-GPIOB来模拟KEY按钮的动作; (3) 选择硬件调试模式,选择Start/Stop Debug Session项或Ctrl+F5键,下载程序并运行,观察LED灯 的变化情况。注意,当目标系统进入停机模式之后,将无法使用仿真器进行调试了; (4) 退出Debug模式,打开Flash菜单>Download,将程序下载到EduKit-M3实验平台的Flash中,按RESET键复位,观察 LED灯的情况,正常情况应为:系统处于运行模式时LED1亮、LED4灭;系统处于停机状态时LED1灭、LED4亮; 当按下KEY按钮时LED2灯状态发生反转;当发生RTC报警时LED3状态发生反转。
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