无线路灯项目——STM32L低功耗相关

最新推荐文章于 2025-05-24 08:59:14 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/season-peng/p/6713504.html

本文介绍了STM32L系列微控制器的低功耗特性及其应用。主要内容包括影响功耗的因素、高效处理能力、多种低功耗模式、低功耗外设以及时钟系统。特别关注了ADC在低功耗模式下的工作方式，以及如何通过不同模式和配置实现更低的功耗。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.STM32L主要特性
　　影响功耗的两大要素，一个是电压，一个是频率
　　
2.高效的处理
　　如果仅考虑处理功耗的话，用mA/DMIPS来表达，M3的核会比其他16位架构的MCU要好（这里感觉指的主要就是其竞争对手的MSP430）
　　NOTE中提到一种典型的应用：便携式健康医疗设备，设备可运行在4MHZ的时钟下，这时的核电压只需最低的1.2V，外部电压最低可至1.65V
这里写图片描述

3.多种低功耗模式
这里写图片描述
相对于STM32F系列，L系列多了low power run和low power sleep两种模式
为了降低功耗，可以使用最低的主时钟，MSI

4.低功耗外设
　　其中有一些外设是为低功耗定制的，比如STM32L1xx中有一个12bit，1MSps的ADC，如果这个ADC一直工作的话，会严重降低设备的续航，这个ADC典型的电流是1.45mA。ADC的启动时间是3.5us，转换一次的时间是1us，那么一次开机且转换6次的时间不超过10us，ADC的关闭是立即的。像这样一次开机转换6次的动作，我们执行的频率是1KHZ，那么平均下来，ADC的电流功耗是10.5uA（以上的ADC参数仅是大概地举个例子，具体的还是要看芯片的Datasheet）
　　在高速时钟的系统中，外设的开启和关闭的时间是可以忽略的，但是在低速的低功耗系统中，这个时间是不能忽略的。例如在一个1MHZ的系统中，一个指令的执行时间就相当于1MSps ADC的采样时间了。如果ADC在这种低速的情况下工作，要达到高采样速率，是达不到的，对后续的DSP造成影响。为此，ST对ADC设计成这样：不管Core的频率是多少，ADC的时钟都是内部16MHZ的时钟，是它最高的时钟。即使在一个32KHZ的系统中，一个指令的长度是30us，那么ADC在30us内也可以完成多次转换，得到多个采样值，后续可完成DSP，若只需采样一次的话，只需花费30us内的4.5us。
　　以下三个外设在STOP模式依然可以工作：
　　1.两个比较器，可以组成一个窗口电压比较，3uA
　　2.RTC，可以做成闹钟，1uA
　　3.LCD控制器，5uA（不包括LCD功耗）

5.时钟系统
STM32L1提供了5种时钟。
两个外部时钟（高精度，高功耗，额外成本）：
●HSE（high-speed external crystal），4-24MHZ
●LSE（low-speed external crystal），32.768KHZ
三个内部时钟（低精度，低功耗，不需额外成本）：
●HSI（high-speed internal RC oscillator），16MHZ
●MSI（high-speed external RC oscillator），64KHZ-4MHZ
●LSI（high-speed external RC），37KHZ

下表是5种时钟的特性总结：
这里写图片描述
其中MSI可由LSE来校正精度，最终可至0.5%
主时钟可由HSE、HSI、MSI这三种时钟提供

下面以进入Low power sleep mode为例子

    // RCC 时钟系统重启
    RCC_DeInit();

    /* Flash 0 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_0);

    /* Disable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(DISABLE);    

    /* Disable 64-bit access */
    FLASH_ReadAccess64Cmd(DISABLE);

    /* Enable the PWR APB1 Clock */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);

    /* Select the Voltage Range 2 (1.5V) */
    PWR_VoltageScalingConfig(PWR_VoltageScaling_Range2);

    /* Wait Until the Voltage Regulator is ready */
    while(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_VOS) != RESET)
    {}

    /* HCLK = SYSCLK = 262.144KHz */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

    /* PCLK1 = HCLK */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div1);

    /* Set MSI clock range to 262.144KHz */
    RCC_MSIRangeConfig(RCC_MSIRange_2);

    /* Select MSI as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_MSI);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x00)
    {} 

    /* Enable The ultra Low Power Mode */
    PWR_UltraLowPowerCmd(ENABLE);

    /* Enable the power down mode during Sleep mode */
    FLASH_SLEEPPowerDownCmd(ENABLE);

    /* Request to enter SLEEP mode with regulator in low power mode */
    PWR_EnterSleepMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_SLEEPEntry_WFI);