電子發(fā)燒友App
7.1電源管理概述
處理器廣泛地利用門時鐘來禁能那些未用的功能和未用功能塊的輸入，因此只有正在有效使用中的邏輯才會消耗動態(tài)功率。
ARMv7-M架構(gòu)支持為減少功耗而讓Cortex-M3和系統(tǒng)時鐘停止運(yùn)行的系統(tǒng)睡眠模式。
7.2系統(tǒng)電源管理
對系統(tǒng)控制寄存器進(jìn)行寫操作（見“系統(tǒng)控制寄存器”）可以控制Cortex-M3系統(tǒng)功耗的狀態(tài)，表7-1列出了支持的睡眠模式。
a.即使沒有異常被激活也可以執(zhí)行WFI指令。不要使用WFI指令來探測異常是否發(fā)生。WFI通常使用
在線程模式下的空閑循環(huán)中。要了解更多有關(guān)WFI、WFE、BASEPRI以及PRIMASK的信息，請參考
“ARMv7-M架構(gòu)參考指南”。
處理器導(dǎo)出以下信號以指示處理器進(jìn)入睡眠的具體時間：
SLEEPING該信號在立即睡眠或“退出時睡眠”模式下有效，表示處理器時鐘可以停
止運(yùn)行。在接收到一個新的中斷后，NVIC會使該信號變無效，使內(nèi)核退出睡眠。有關(guān)
SLEEPING的用法實(shí)例見“SLEEPING”。
SLEEPDEEP當(dāng)系統(tǒng)控制寄存器的SLEEPDEEP位置位時，該信號在立即睡眠或“退
出時睡眠”模式下有效。該信號被傳送給時鐘管理器，并可以用來門控處理器和包含鎖相環(huán)
（PLL）的系統(tǒng)元件以節(jié)省功耗。在接收到新的中斷時，嵌套向量中斷控制器（NVIC）將
SLEEPDEEP信號變無效，并在時鐘管理器顯示時鐘穩(wěn)定時讓內(nèi)核退出睡眠。有關(guān)
SLEEPDEEP的用法實(shí)例見“SLEEPDEEP”。
7.2.1 SLEEPING
圖7-1給出了如何在低功耗狀態(tài)利用SLEEPING來門控處理器的HCLK時鐘以減少功
耗的實(shí)例。如有必要，還可以使用SLEEPING來門控其他系統(tǒng)元件。
為了探測中斷，處理器必須一直接收自由振蕩的FCLK。FCLK用于對以下元件計時：
B）探測中斷的NVIC中的少量邏輯電路
B）DWT和ITM模塊。這些模塊被使能相應(yīng)功能后可以在睡眠期間產(chǎn)生跟蹤包。如果
“調(diào)試異常與監(jiān)控寄存器”的TRCENA位使能，那些模塊的功耗將會降低。見“調(diào)
試異常與監(jiān)控寄存器”。
在SLEEPING信號有效期間可以降低FCLK頻率。
7.2.2 SLEEPDEEP
圖7-2給出了如何在低功耗狀態(tài)利用SLEEPDEEP來停止時鐘控制器以進(jìn)一步減少功耗
的實(shí)例。退出低功耗狀態(tài)時，LOCK信號指示PLL穩(wěn)定，并且此時使能Cortex-M3時鐘是
安全的，這可以保證處理器不會重啟直至?xí)r鐘穩(wěn)定。
為了檢測中斷，處理器在低功耗狀態(tài)下必須接收自由振蕩的FCLK。在SLEEPDEEP有效期
間可以降低FCLK頻率。
《STM32中文參考手冊_V10.pdf》
4.1電源
STM32的工作電壓（VDD）為2.0～3.6V。通過內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的1.8V電源。 當(dāng)主電源VDD掉電后，通過VBAT腳為實(shí)時時鐘（RTC）和備份寄存器提供電源。
4.1.2電池備份區(qū)域使用電池或其他電源連接到VBAT腳上，當(dāng)VDD斷電時，可以保存?zhèn)浞菁拇嫫鞯膬?nèi)容和維持RTC的功能。VBAT腳也為RTC、LSE振蕩器和PC13至PC15供電，這保證當(dāng)主要電源被切斷時RTC能繼續(xù)工作。切換到VBAT供電由復(fù)位模塊中的掉電復(fù)位功能控制。 如果應(yīng)用中沒有使用外部電池，VBAT必須連接到VDD引腳上。
如果在應(yīng)用中沒有外部電池，建議VBAT在外部通過一個100nF的陶瓷電容與VDD相連
4.1.3電壓調(diào)節(jié)器
復(fù)位后調(diào)節(jié)器總是使能的。根據(jù)應(yīng)用方式它以3種不同的模式工作。 ● 運(yùn)轉(zhuǎn)模式：調(diào)節(jié)器以正常功耗模式提供1.8V電源（內(nèi)核，內(nèi)存和外設(shè)）。
● 停止模式：調(diào)節(jié)器以低功耗模式提供1.8V電源，以保存寄存器和SRAM的內(nèi)容。
● 待機(jī)模式：調(diào)節(jié)器停止供電。除了備用電路和備份域外，寄存器和SRAM的內(nèi)容全部丟失。
4.3低功耗模式
在系統(tǒng)或電源復(fù)位以后，微控制器處于運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)CPU不需繼續(xù)運(yùn)行時，可以利用多種低功耗模式來節(jié)省功耗，例如等待某個外部事件時。用戶需要根據(jù)最低電源消耗、最快速啟動時間和可用的喚醒源等條件，選定一個最佳的低功耗模式。STM32F10xxx有三種低功耗模式：
● 睡眠模式（Cortex？-M3內(nèi)核停止，所有外設(shè)包括Cortex-M3核心的外設(shè)，如NVIC、系統(tǒng)時鐘（SysTick）等仍在運(yùn)行）
●停止模式（所有的時鐘都已停止）
● 待機(jī)模式（1.8V電源關(guān)閉）
此外，在運(yùn)行模式下，可以通過以下方式中的一種降低功耗：
● 降低系統(tǒng)時鐘
●關(guān)閉APB和AHB總線上未被使用的外設(shè)時鐘。
4.3.1降低系統(tǒng)時鐘
在運(yùn)行模式下，通過對預(yù)分頻寄存器進(jìn)行編程，可以降低任意一個系統(tǒng)時鐘（SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2）的速度。進(jìn)入睡眠模式前，也可以利用預(yù)分頻器來降低外設(shè)的時鐘。詳見第6.3.2節(jié)：時鐘配置寄存器（RCC_CFGR）。
4.3.2外部時鐘的控制
在運(yùn)行模式下，任何時候都可以通過停止為外設(shè)和內(nèi)存提供時鐘（HCLK和PCLKx）來減少功耗。 為了在睡眠模式下更多地減少功耗，可在執(zhí)行WFI或WFE指令前關(guān)閉所有外設(shè)的時鐘。 通過設(shè)置AHB外設(shè)時鐘使能寄存器（RCC_AHBENR）、APB2外設(shè)時鐘使能寄存器（RCC_APB2ENR）和APB1外設(shè)時鐘使能寄存器（RCC_APB1ENR）來開關(guān)各個外設(shè)模塊的時鐘。
4.3.4停止模式
停止模式是在Cortex？-M3的深睡眠模式基礎(chǔ)上結(jié)合了外設(shè)的時鐘控制機(jī)制，在停止模式下電壓調(diào)節(jié)器可運(yùn)行在正?；虻凸哪Ｊ?。此時在1.8V供電區(qū)域的的所有時鐘都被停止，PLL、HSI和HSE RC振蕩器的功能被禁止，SRAM和寄存器內(nèi)容被保留下來。在停止模式下，所有的I/O引腳都保持它們在運(yùn)行模式時的狀態(tài)。進(jìn)入停止模式關(guān)于如何進(jìn)入停止模式，詳見表11。在停止模式下，通過設(shè)置電源控制寄存器（PWR_CR）的LPDS位使內(nèi)部調(diào)節(jié)器進(jìn)入低功耗模式，能夠降低更多的功耗。 如果正在進(jìn)行閃存編程，直到對內(nèi)存訪問完成，系統(tǒng)才進(jìn)入停止模式。 如果正在進(jìn)行對APB的訪問，直到對APB訪問完成，系統(tǒng)才進(jìn)入停止模式。 可以通過對獨(dú)立的控制位進(jìn)行編程，可選擇以下功能：
●獨(dú)立看門狗（IWDG）：可通過寫入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來啟動IWDG。一旦啟動了獨(dú)立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。詳見17.3節(jié)。
●實(shí)時時鐘（RTC）：通過備份域控制寄存器（RCC_BDCR）的RTCEN位來設(shè)置。
●內(nèi)部RC振蕩器（LSI RC）：通過控制/狀態(tài)寄存器（RCC_CSR）的LSION位來設(shè)置。
●外部32.768kHz振蕩器（LSE）：通過備份域控制寄存器（RCC_BDCR）的LSEON位設(shè)置。
在停止模式下，如果在進(jìn)入該模式前ADC和DAC沒有被關(guān)閉，那么這些外設(shè)仍然消耗電流。通過設(shè)置寄存器ADC_CR2的ADON位和寄存器DAC_CR的ENx位為0可關(guān)閉這2個外設(shè)。退出停止模式關(guān)于如何退出停止模式，詳見下表。當(dāng)一個中斷或喚醒事件導(dǎo)致退出停止模式時，HSI RC振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器處于低功耗模式下，當(dāng)系統(tǒng)從停止模式退出時，將會有一段額外的啟動延時。如果在停止模式期間保持內(nèi)部調(diào)節(jié)器開啟，則退出啟動時間會縮短，但相應(yīng)的功耗會增加。
其中對PWR_CR的PDDS和LPDS的配置：
//進(jìn)入停止模式
{
//的LPDS并清除PWR_CR的PDDS
u32 tmpreg tmpreg = PWR-》CR;
tmpreg &= ~（1《《1）; //清除PWR_CR的PDDS
tmpreg “=（1《《0）; //設(shè)置PWR_CR的LPDS
PWR-》CR = tmpreg;
SCB-》SCR|=1《《2; //使能SLEEPDEEP位（SYS-》CTRL）
WFI_SET（）; //執(zhí)行WFI指令
}
其中THUMB指令不支持匯編內(nèi)聯(lián)，采用如下方法實(shí)現(xiàn)執(zhí)行匯編指令WFI
__asm void __inline WFI_SET（void）
{
WFI;
}
4.3.5待機(jī)模式
待機(jī)模式可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗。該模式是在Cortex-M3深睡眠模式時關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)器。整個1.8V供電區(qū)域被斷電。PLL、HSI和HSE振蕩器也被斷電。SRAM和寄存器內(nèi)容丟失。只有備份的寄存器和待機(jī)電路維持供電。
進(jìn)入待機(jī)模式
關(guān)于如何進(jìn)入待機(jī)模式，詳見表12。 可以通過設(shè)置獨(dú)立的控制位，選擇以下待機(jī)模式的功能：
● 獨(dú)立看門狗（IWDG）：可通過寫入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來啟動IWDG。一旦啟動了獨(dú)立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。
● 實(shí)時時鐘（RTC）：通過備用區(qū)域控制寄存器（RCC_BDCR）的RTCEN位來設(shè)置。
● 內(nèi)部RC振蕩器（LSI RC）：通過控制/狀態(tài)寄存器（RCC_CSR）的LSION位來設(shè)置。
● 外部32.768kHz振蕩器（LSE）：通過備用區(qū)域控制寄存器（RCC_BDCR）的LSEON位設(shè)置。 退出待機(jī)模式。
當(dāng)一個外部復(fù)位（NRST引腳）、IWDG復(fù)位、WKUP引腳上的上升沿或RTC鬧鐘事件的上升沿發(fā)生時，微控制器從待機(jī)模式退出。從待機(jī)喚醒后，除了電源控制/狀態(tài)寄存器（PWR_CSR）（見第4.4.2節(jié)），所有寄存器被復(fù)位。
責(zé)任編輯；zl
工商網(wǎng)監(jiān)
評論