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PWC簡介

電源控制的功能主要包含以下內(nèi)容

供電方案，包括VDD、VDDA的供電
電源域，由VDD/VDDA域，1.2V域組成
上電低電壓復位，由上電復位和低電壓復位組成
電壓監(jiān)測器，監(jiān)測供電電壓與設定臨界值關系
電壓調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器的幾個工作狀態(tài)
省電模式，包括睡眠模式、深度睡眠模式、待機模式

圖1. 電源域框圖

PWC基本功能解析

供電方案

功能介紹AT32F423 MCU的供電主包括VDD、VDDA及VREF幾個部分，其設計要求如下：

VDD=2.4~3.6V，為GPIO引腳和內(nèi)部模塊（如電壓調(diào)節(jié)器）供電；
VDDA=2.4~3.6V，為ADC和DAC供電；
VREF=2.0~VDDAV，為ADC提供輸入?yún)⒖茧妷海?/li>

圖2. 供電方案圖供電設計注意事項：1）不同型號供電方案存在差異，本圖僅適用于AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準；2）為保障ADC的有效工作，VDDA和VSSA必須與VDD和VSS等電位；3）部分型號VREF未獨立出pin，在芯片內(nèi)部將VREF與VDDA連接在一起，請忽略對應部分供電設計。

軟件接口

不涉及。

電源域

功能介紹AT32F423 MCU的電源根據(jù)作用范圍，可分為VDD/VDDA域，1.2V域兩個部分。VDD/VDDA域VDD域包括I/O電路、省電模式喚醒電路、看門狗WDT、上電/低電壓復位（POR/LVR）、電壓調(diào)節(jié)器LDO以及除PC13、PC14和PC15之外的所有PAD電路等。VDDA域包括DAC/ADC（DA/AD轉換器）、溫度傳感器 Temp Sensor等。1.2V域1.2V內(nèi)核域包括CPU內(nèi)核、存儲器SRAM、內(nèi)嵌數(shù)字外設以及時鐘鎖相環(huán)PLL等，其由電壓調(diào)節(jié)器（LDO）供電。

軟件接口

不涉及。

上電低電壓復位

功能介紹VDD/VDDA域內(nèi)置一個POR模擬模塊用于產(chǎn)生電源復位。

上電復位：當VDD由0V上升至工作電壓過程中，電源復位信號在VPOR時刻被上電釋放；
低電壓復位：當VDD由工作電壓下降至0V過程中，電源復位信號在VLVR時刻被低電壓復位。

上電復位過程，復位信號的釋放相較于VDD升壓過程存在一定的時間延遲。同時為避免電源電壓在合理范圍內(nèi)的波動造成芯片誤復位，上電復位與低電壓復位間具有一定遲滯。圖3. 上電/低電壓復位波形圖表1. 上電/低電壓復位特性表(1) 由綜合評估得出，不在生產(chǎn)中測試；(2) 產(chǎn)品的特性由設計保證至最小的數(shù)值VLVR；(3) 不同型號產(chǎn)品對應的特性參數(shù)存在區(qū)別，本表摘自AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準；

軟件接口

不涉及。

電壓監(jiān)測器

功能介紹電壓監(jiān)測器主要用來監(jiān)控供電電源的跳變，以響應一些緊急任務。電壓監(jiān)測器開啟后，PVMOF將會實時的指示VDD與設定閾值比較的結果。當VDD越過設定的PVM閾值邊界時，產(chǎn)生的PVMOF位電平變化可以通過外部中斷第16號線產(chǎn)生PVM中斷。圖4. PVM的閾值與輸出表2. 電壓監(jiān)測電平選擇(1) 由綜合評估得出，不在生產(chǎn)中測試；(2) 不同型號產(chǎn)品對應的特性參數(shù)存在區(qū)別，本表摘自AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準。

軟件接口

電壓監(jiān)測臨界值的選擇，軟件由獨立的函數(shù)接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：電壓監(jiān)測功能使能，軟件由單獨的函數(shù)接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：電壓監(jiān)測功能通常需結合外部中斷使用。故需對外部中斷線16進行初始化，其軟件實例如下：

注意：1) 通過電壓監(jiān)測功能來實現(xiàn)的軟件任務需安排在EXTI_LINE_16的中斷函數(shù)內(nèi)；2) 電源電壓高于臨界值及低于臨界值均具備產(chǎn)生EXTI_LINE_16中斷的能力，應用需根據(jù)實際需求，通過EXTI的邊沿檢測配置來過濾掉不期望的中斷事件。

電壓調(diào)節(jié)器

功能介紹AT32F423 MCU內(nèi)置電壓調(diào)節(jié)器LDO，其主要用于MCU的1.2V域部分的供電。LDO有四個工作模式：正常模式、低功耗模式、額外低功耗模式和關斷模式。

正常模式：用于CPU的正常運行模式、睡眠模式、深度睡眠模式；
低功耗模式：用于CPU的深度睡眠模式；
額外低功耗模式：用于CPU的深度睡眠模式；
關斷模式：用于CPU的待機模式。LDO的輸出為高阻狀態(tài)，內(nèi)核電路的供電切斷，寄存器和SRAM的內(nèi)容將丟失

其中在MCU復位后LDO保持在正常工作模式狀態(tài)。表3. 深度睡眠模式下的典型電流消耗表(1) 典型值是在TA=25°C下測試得到；(2) 由綜合評估得出，不在生產(chǎn)中測試；(3) 不同型號產(chǎn)品對應的特性參數(shù)存在區(qū)別，本表摘自AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準。

用戶還可根據(jù)實際需求調(diào)整AT32F423 MCU內(nèi)置電壓調(diào)節(jié)器LDO的功耗等級來節(jié)省整機功耗。

LDO有節(jié)能和正常兩種功耗等級供用戶選擇。選擇功耗等級時需要遵照如下限定：圖5. 電壓調(diào)節(jié)器不同功耗等級的使用限定電壓調(diào)節(jié)器功耗等級調(diào)整需要嚴格按照如下步驟進行：1) 系統(tǒng)時鐘切換至HICK或HEXT2) 修改LDO輸出電壓（PWC_LDOOV寄存器的LDOOVSEL）3) 設置閃存性能選擇寄存器（FLASH_PSR）4) 設置PLL相關寄存器至目標頻率，開啟PLL，等待PLL_STBL5) 設置AHB及APB預除頻系數(shù)6) 若PLL頻率大于108MHz，打開順滑切換7) 切換系統(tǒng)時鐘至PLL

軟件接口

深度睡眠模式下的LDO工作模式選擇，其軟件實例如下：注意：僅CPU的深度睡眠模式下才可配置LDO的工作模式。

PWC省電模式解析

MCU的工作不可避免的會產(chǎn)生一定的功耗，對于應用實際而言，降低功耗的考量十分重要。結合MCU特性及應用條件，以下羅列部分典型降低功耗的方法。

CPU運行狀態(tài)下，適當降低系統(tǒng)時鐘；
CPU運行狀態(tài)下，關閉AHB和APB總線上未被使用的外設時鐘；
CPU無需運行時，MCU進入省電模式（睡眠模式、深度睡眠模式、待機模式）。

睡眠模式

功能介紹在睡眠模式下，CPU時鐘關閉，其他時鐘保持正常工作，電壓調(diào)節(jié)器正常工作，所有的I/O管腳都保持它們在運行模式時的狀態(tài)，LDO 以正常功耗模式提供1.2V電源（CPU內(nèi)核、內(nèi)存和內(nèi)嵌外設）。Cortex-M4F內(nèi)核設計控制位SLEEPONEXIT，其功能如下：圖6. SLEEPONEXIT功能說明圖結合SLEEPONEXIT位的設定，MCU支持兩種睡眠機制：

SLEEPONEXIT=0，執(zhí)行睡眠指令，此時可立即進入睡眠模式；
SLEEPONEXIT=1，執(zhí)行睡眠指令，此時每當系統(tǒng)從最低優(yōu)先級的中斷處理程序中退出時，會立即進入睡眠模式。

睡眠模式進入及退出WFI進入條件：SLEEPDEEP=0，再執(zhí)行WFI命令行；喚醒條件：任意外設中斷（該外設的中斷使能位及NVIC使能位均被使能）的響應；WFE進入條件：SLEEPDEEP=0，再執(zhí)行WFE命令行；喚醒條件：

任意外設中斷（該外設的中斷使能位及NVIC使能位均被使能）的響應；
任意EXINT線（該EXINT線必須配置為事件模式）上產(chǎn)生的喚醒事件；
SEVONPEND=1，任意外設中斷（該外設的NVIC使能位未使能）的產(chǎn)生。在進入睡眠之前要確保外設中斷掛起位和NVIC通道掛起位均未處于置位狀態(tài)。且此方式喚醒后，軟件需清除外設中斷掛起位和NVIC通道掛起位。

其中，SLEEPDEEP、SEVONPEND均為Cortex-M4F內(nèi)設計核控制位。其功能介紹如下（詳細的說明可參考Cortex-M4F手冊）：圖7. SLEEPDEEP/SEVONPEND功能說明圖軟件接口睡眠模式的進入由獨立的軟件接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：注意：1) WFE進入的睡眠模式喚醒所需的時間最短，因為沒有時間損失在中斷的進入或退出上；2) SLEEPONEXIT規(guī)則可結合WFI或WFE使用，但應用設計時需注意其與喚醒條件的配合；3) 應用設計時不開PWC接口時鐘條件下，執(zhí)行睡眠模式進入函數(shù)同樣會實現(xiàn)CPU暫停并等待中斷或事件的效果，只是其功耗不會被明顯降低。

深度睡眠模式

功能介紹在深度睡眠模式下，所有1.2V時鐘關閉，HICK和HEXT振蕩器都被關閉，電壓調(diào)節(jié)器以正常工作或低功耗工作狀態(tài)給1.2V域供電，所有I/O管腳都保持它們在運行模式時的狀態(tài)，SRAM和寄存器內(nèi)容保持。深度睡眠模式可與LDO的正常模式、低功耗模式、額外低功耗模式配合使用以進一步節(jié)省功耗。深度睡眠模式進入及退出WFI進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=0，再執(zhí)行WFI命令行；喚醒條件：任意EXINT線（該EXINT線需配置為中斷模式且NVIC使能位被使能）上的中斷響應。WFE進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=0，再執(zhí)行WFE命令行；喚醒條件：任意EXINT線（該EXINT線需配置為事件模式）上產(chǎn)生的喚醒事件。其中，SLEEPDEEP為Cortex-M4F內(nèi)設計核控制位。相關介紹請參考3.1.1節(jié)說明。系統(tǒng)從深度睡眠模式退出時，HICK RC振蕩器被自動開啟并在穩(wěn)定后被選為系統(tǒng)時鐘。

軟件接口

深度睡眠模式的進入由獨立的軟件接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：注意：1) 退出深度睡眠模式后，HICK RC振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘，軟件需根據(jù)需求對系統(tǒng)時鐘重新設定；2) 退出深度睡眠模式時，LDO會保持正常模式，因此若進深睡眠前配置為了低功耗模式的話，LDO的模式切換需要一定耗時，從而會增加額外的喚醒時間。

待機模式

功能介紹待機模式可最大限度的降低系統(tǒng)功耗，在該模式下，電壓調(diào)節(jié)器關閉，只有電池供電的寄存器和待機電路維持供電，其他的1.2V供電區(qū)域，PLL、HICK和HEXT振蕩器都被斷電。寄存器和SRAM中的內(nèi)容也會丟失。在待機模式下，除了復位管腳、被設置為防侵入或校準輸出時的TAMPER管腳和被使能的喚醒管腳之外，所有的I/O管腳處于高阻態(tài)。待機模式進入及退出進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=1，再執(zhí)行WFI/WFE命令行；退出條件：

WKUP管腳的上升沿；發(fā)生喚醒時會置位SEF、SWEF標志
NRST管腳上外部復位；發(fā)生復位時會置位SEF、NRSTF標志
WDT復位；發(fā)生復位時會置位SEF、WDTRSTF、NRSTF標志
實時時鐘事件的上升沿；發(fā)生喚醒時會置位SEF、SWEF、及實時時鐘事件對應標志實時時鐘事件為ERTC鬧鐘事件、ERTC入侵事件、ERTC時間戳、ERTC周期性自動喚醒事件。

實時時鐘在部分型號為RTC，部分型號為ERTC，部分ERTC型號不支持周期性自動喚醒，部分型號支持雙鬧鐘。且部分型號具備多個WKUP管腳等，這些差異部分請以實際芯片手冊為準。

軟件接口

待機模式的進入由獨立的軟件接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：用于待機模式喚醒的WKUP管腳使能由獨立的軟件接口實現(xiàn)，其軟件實例如下：注意：1) SWEF標志為待機喚醒事件標志，其處于置位狀態(tài)下執(zhí)行進入待機模式命令，會立即產(chǎn)生復位。故在進入待機模式前，軟件需確保SWEF標志已被清除；2) 部分型號具備多個WKUP管腳，具體請以實際芯片手冊為準3) 實時時鐘在部分型號為RTC，部分型號為ERTC，具體請以實際芯片手冊為準；4) 部分ERTC型號不支持周期性自動喚醒，部分型號支持雙鬧鐘，具體請以實際芯片手冊為準。

省電模式特性

省電模式電流消耗省電模式下的電流消耗會被明顯降低，Datasheet都有經(jīng)過詳細測試后的數(shù)據(jù)記錄。如下表示例記錄：表4. 深度睡眠和待機模式下的典型電流消耗表(1) 典型值是在TA=25°C下測試得到；(2) 由綜合評估得出，不在生產(chǎn)中測試；(3) 睡眠模式下的電流消耗與運行模式間差異不是特別大，本表未做羅列，具體請參考Datasheet；(4) 不同型號產(chǎn)品對應的特性參數(shù)存在區(qū)別，本表摘自AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準。省電模式喚醒時間省電模式下的喚醒均需要等待及穩(wěn)定時間，Datasheet都有經(jīng)過詳細測試后的數(shù)據(jù)記錄。如下表記錄：表5. 省電模式的喚醒時間表(1)?不同型號產(chǎn)品對應的特性參數(shù)存在區(qū)別，本表摘自AT32F423xx，其他型號請以實際Datasheet為準。