STM32低功耗实验总结

最新推荐文章于 2024-03-04 10:19:23 发布

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本文探讨了STM32在低功耗模式下的实际表现及其应用限制，特别是在STOP模式中遇到的问题，如时钟不稳定、初始化耗时及RTC唤醒等，并提供了实现500nA超低功耗的代码示例。

1、首先回答一个问题，STM32能不能做低功耗？
回答是肯定的，这个是有数据支持的，我测试的STM32101CB，FLASH：128K，RAM：16K并且RTC工作的情况下，测试到的功耗为16uA应该说还是相当不错的。
2、 STM32低功耗有哪些需要注意的地方？
一开始我测试到STM32为16uA的时候，还是非常高兴的，以为真的可以做为我的应用，我的应用是让MCU定时醒来干活，干一会就睡觉，可能干活的时间就几十个毫秒。可是后来发现有些问题（工作在STOP模式）：
1）时钟问题：STM32被唤醒以后的时钟自动切换到内部HIS RC振荡器，大家都是知道的，RC振荡器的精度是不高的。而且，睡觉前对于时钟的设置都是恢复到复位状态，只是时钟这个地方复位，其他的没有。这也会带来一个问题，可能你睡觉前使用的是内部时钟，可是睡觉后，时钟却变了，带来的问题就是UART和定时器。或许你想不使用PLL，就是8M，这样醒来后的时钟HIS也是8M，这样虽然在时钟上没有差别了，但是时钟却不稳定了。UART波特率肯定不能太高，否则通信会有问题。
2）醒来时间：这个问题也是个非常大的问题，datasheet上给出的醒来时间是7us，这个可能真的不假，但是醒来，不能马上干_你的活，为什么。初始化IO，你可能问，我不初始化不行吗，回答应该是否定的。因为，如果你想使用低功耗的话，睡觉前IO口都应该设置为模拟输入，这样才能达到datasheet上的14uA，但是这样也带来一个问题，那就是初始化IO，醒来必须要初始化IO。如果你还想把时钟切换到外部时钟，耗时会更加长，接近200ms，因为STM32会等待外部时钟稳定后才能工作，然后还要在重新初始化所有IO，这个非常的耗时。可能我只需要醒来10ms，但是这些活干完就需要100ms。
3） RTC唤醒：RTC这个也是个问题，为什么？大家需要注意的是RTC只能使用报警才能唤醒MCU，秒中断是不可以唤醒的。并且报警中断必须不停的设置，设置一次只生效一次，中断完了，还需要设置下次中断的时间。并且还有个问题，报警中断必须等待到秒中断到了之后才能设置，也就是正好秒寄存器更新了一次的时候设置，这就带来一个问题，等待秒中断。如果睡前还想再能被报警唤醒的话必须重新设置报警中断，而且设置报警中断的时候需要等到秒中断才能设置新的值。这个等待的时间是不定的。可能会几百个毫秒。说以要空空的耗费几百个毫秒等到秒中断标志来设置报警中断。可能我的MCU只需要执行10ms就需要睡觉了。还是要空空的耗费掉几百个毫秒

总结：在使用的过程中发现的问题，我都在上面说明了，我觉得STM32的低功耗太假，虽然在睡眠的时候性能不错，但是醒来，和进入睡眠的设置太麻烦，耗时太多，这是个弊端，我觉得MSP430估计是做的最好的了，即使是AVR也比他好点，没有那么麻烦。

拿到STM32L的样片后，一直纠结于低功耗的测试，因为和STM32F系列的配置不同，所以导致了杯具，通过和ST公司不停的咨询，终于得到了最终的结果，
经过测试，功耗在STOP模式下为 500nA ，性能还是不错的，代码如下：

/**
  * @brief  Main program.
  * @param  None
  * @retval None
  */
int main(void)
{
  /*!< At this stage the microcontroller clock setting is already configured,
   this is done through SystemInit() function which is called from startup
   file (startup_stm32l1xx_md.s) before to branch to application main.
   To reconfigure the default setting of SystemInit() function, refer to
   system_stm32l1xx.c file
   */
   /* Configure all unused GPIO port pins in Analog Input mode (floating input
   trigger OFF), this will reduce the power consumption and increase the device
   immunity against EMI/EMC *************************************************/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA | RCC_AHBPeriph_GPIOB | RCC_AHBPeriph_GPIOC

                     | RCC_AHBPeriph_GPIOD | RCC_AHBPeriph_GPIOE | RCC_AHBPeriph_GPIOH, ENABLE);

/* config all IO to Analog Input to reduce parasite power consumption */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_400KHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

/* Enable PB7 as external PVD input so as to set it as AIN_IN */
Set_PVD_To_Config_PB7();

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA
                        | RCC_AHBPeriph_GPIOB
                        | RCC_AHBPeriph_GPIOC
                        | RCC_AHBPeriph_GPIOD
                        | RCC_AHBPeriph_GPIOE
                        | RCC_AHBPeriph_GPIOH, DISABLE);

PWR_UltraLowPowerCmd(ENABLE);
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);
while(1);
}
/**
  * @brief  Enable PB7 as external PVD input so as to set it as AIN_IN
  * @param  None
  * @retval None
  */
void Set_PVD_To_Config_PB7(void)
{
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);

  /* Configure the PVD Level to 3 (2.5V) */
  PWR_PVDLevelConfig(PWR_PVDLevel_7);

  /* Enable the PVD Output */
  PWR_PVDCmd(ENABLE);
}