CKS32F4xx系列低功耗模式STOP模式

在本章節(jié)中，首先向大家介紹電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，接著簡述三種低功耗模式，最后重點介紹CKS32F4xx系列如何進入STOP模式以及使用按鍵實現(xiàn)中斷喚醒。

CKS32F4xx電源系統(tǒng)介紹

CKS32F4xx系列的電源系統(tǒng)框圖

CKS32F4xx系列的器件工作電壓（VDD）為1.8~3.6V。

①備份域電路：包含LSE振蕩器、RTC、備份寄存器及備份SRAM。電源開關自動切換VDD和VBAT供電。

②調(diào)壓器電路(1.2V域)：為備份域及待機電路外的所有數(shù)字電路供電，其中包括內(nèi)核、數(shù)字外設及RAM。

③ADC電路和參考電壓：ADC工作電源使用VDDA引腳輸入，使用VSSA作為獨立的地連接，VREF引腳則為ADC提供測量使用的參考電壓。

低功耗模式簡介

CKS32F4xx系列按功耗由高到低排列，分別是運行、睡眠、停止（STOP）和待機（STANDBY）四種工作模式。上電復位后，CKS32F4xx系列會處于正常運行狀態(tài)，當不需要繼續(xù)運行內(nèi)核時，就可以選擇進入后面的三種低功耗模式降低功耗。這三種模式中，電源消耗不同、喚醒時間不同、喚醒源不同，用戶需要根據(jù)應用需求，選擇最佳的低功耗模式。其中，最低功耗的是待機模式，停機模式（STOP）是次低功耗的，最后是睡眠模式。低功耗相關寄存器主要有SCB_SCR、PWR_CR、PWR_CSR，進入各種低功耗需要調(diào)用的指令有WFI或WFE，以下做簡要介紹。

1.SCB_SCR（系統(tǒng)控制寄存器）

若進入停止模式or待機模式，需將SLEEPDEEP置1。

2.PWR_CR（電源控制寄存器）

若進入停止模式，需將PDDS清0，LPDS選調(diào)節(jié)器模式；若進入待機模式，需將PDDS置1，清除喚醒位CWUF。

3.PWR_CSR（電源控制/狀態(tài)寄存器）

若芯片處于待機模式下，需使用使用WKUP引腳喚醒并需要清除WUF標記位。

注：WKUP上升沿才能喚醒待機狀態(tài)，清除WUF標記位實則需操作CWUF位。

4.WFI與WFE指令

實質(zhì)上都是內(nèi)核指令，在庫文件core_cmInstr.h中把這些指令封裝成了函數(shù)，調(diào)用它們都能進入低功耗模式。調(diào)用時，需要使用函數(shù)的格式“__WFI();”和“__WFE();”，這是因為__w?及__wfe是編譯器內(nèi)置的函數(shù)，函數(shù)內(nèi)部使用調(diào)用了相應的匯編指令。其中WFI指令決定了它需要用中斷喚醒，而WFE則決定了它可用事件來喚醒。

以下表格是對三種低功耗模式的簡要概述。

本章中，我們主要對CKS32F4xx系列的低功耗模式—停止模式（STOP）做詳細介紹。該模式中，由于其1.2V區(qū)域的部分電源沒有關閉，會保留內(nèi)核的寄存器、內(nèi)存的信息，所以從STOP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。停止模式可以由任意一個外部中斷（EXTI）喚醒。在停止模式中可以選擇電壓調(diào)節(jié)器為開模式或低功耗模式，可選擇內(nèi)部FLASH工作在正常模式或掉電模式。那我們?nèi)绾芜M入STOP模式，可以按照下述表格中的步驟執(zhí)行即可：

CKS32F4xx系列標準庫把進入STOP模式這部分的操作封裝到PWR_EnterSTOPMode函數(shù)中了，并且需要注意的是進入STOP模式后，CKS32F4xx系列的所有IO都保持在停止前的狀態(tài)，且當它被喚醒時，CKS32F4xx系列使用HSI作為系統(tǒng)時鐘運行，由于系統(tǒng)時鐘會影響很多外設的工作狀態(tài)，所以一般我們在喚醒后會重新開啟HSE，把系統(tǒng)時鐘設置為原來的狀態(tài)。上面表格也提到在停止模式中，還可以控制FLASH的供電，使用庫函數(shù)PWR_FlashPowerDownCmd配置進入掉電狀態(tài)還是正常供電狀態(tài)，本質(zhì)上是封裝了一個對FPDS寄存器位操作的語句，使用時需要再進入停止模式前被調(diào)用，可以進一步降低功耗。

采用EXTI喚醒STOP模式實驗

程序設計主要要點如下：

①初始化用于喚醒的中斷按鍵；

②配置不用的I/O端口；

③設置停滯狀態(tài)是FLASH掉電以及選擇電壓調(diào)節(jié)器的工作模式并進入停止狀態(tài)；

④使用按鍵中斷喚醒芯片；

⑤重啟HSE時鐘，使系統(tǒng)完全恢復停止之前的狀態(tài)。

1）初始化用于喚醒的中斷按鍵

此處選擇連接PB1引腳的按鍵用于將芯片從STOP模式喚醒，代碼如下：

voidCKS_EXTI_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG,ENABLE);

/*ConfigurePB1asEXTI*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);

/*ConfigurePB1toEXTIline1*/
SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOB,EXTI_PinSource1);

/*EXTIconfiguration*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init( EXTI_InitStructure);

/*NVICconfiguration*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init( NVIC_InitStructure);
}

在CKS_EXTI_Init函數(shù)中，首先使能GPIOB時鐘，又因為用到外部中斷，所以必須先使能SYSCFG時鐘，接著對GPIOB初始化為上拉輸入，并調(diào)用函數(shù) SYSCFG_EXTILineConfig配置GPIOB.1連接到中斷線1，最后初始化EXTI中斷線以及NVIC中斷優(yōu)先級。

voidEXTI1_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}
}

在中斷服務函數(shù)EXTI1_IRQHandler內(nèi)，主要是清除LINE1上的中斷標志位。

2）配置未使用的I/O口

進入STOP模式之前，需要對I/O進行處理，若不處理很多配置為輸入浮空的I/O口在受到外界干擾的時候，狀態(tài)不定，消耗大量的電流，代碼如下：

voidCKS_Stop_Mode_IO_Set(void)
{
/*setpinsnotusedtoAIN*/
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI,ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;

GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOC, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOD, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOF, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOG, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOH, GPIO_InitStructure);
GPIO_Init(GPIOI, GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=(~GPIO_Pin_1);
GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);
}

由上述代碼可知，我們將沒用到的I/O全部設置為模擬輸入，保留PB1作為按鍵，產(chǎn)生外部中斷來將芯片從STOP模式喚醒。

3）芯片進入STOP模式

該部分代碼一般是程序執(zhí)行一段時間再調(diào)用，我們先使用PWR_FlashPowerDownCmd配置停止模式下FLASH使用掉電模式，隨后調(diào)用PWR_EnterSTOPMode把調(diào)壓器設置在低功耗模式，最后使用WFI指令進入停止狀態(tài)。由上文可知，WFI進入停止模式可由任意的EXTI的中斷喚醒，所以此處使用按鍵中斷喚醒是可行的，代碼如下：

voidCKS_Set_Stop_Mode(void)
{
PWR_FlashPowerDownCmd(ENABLE);
PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);
}

4）主函數(shù)配置

本例程中主函數(shù)主要對上文所述函數(shù)調(diào)用，程序編譯下載至開發(fā)板，先進行相關外設初始化后，直接進入STOP模式，此時按下按鍵，芯片可立即被喚醒，隨即又進入STOP模式，循環(huán)往復，主函數(shù)代碼如下：

intmain(void)
{
GPIO_Configuration();
CKS_EXTI_Init();
CKS_Stop_Mode_IO_Set();
while(1)
{
CKS_Stop_Mode_IO_Set();
CKS_Set_Stop_Mode();
SystemInit();
Delay(0xffffff);
}
}

來源：中科芯MCU