STM32通過ADC模擬看門狗實(shí)現(xiàn)掉電保存

1.前言


? 很多時候我們需要將程序中的一些參數(shù)、數(shù)據(jù)等存儲在EEPROM或者Flash中，達(dá)到掉電保存的目的。但有些情況下，程序需要頻繁的修改這些參數(shù)，如果每次修改參數(shù)都進(jìn)行一次保存，那將大大降低存儲器的壽命。尤其是單片機(jī)內(nèi)部Flash，以STM32F030K6T6為例，擦寫壽命只有1000次。當(dāng)然，這是最小值，實(shí)際可能比這個多，但也是有風(fēng)險。


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? 因此，最好的辦法就是在程序運(yùn)行中不進(jìn)行保存操作，只在斷電時保存一次。


? 掉電保存的關(guān)鍵是怎樣檢測掉電瞬間，方法有很多種：
? 1.通過外部電路檢測電源，觸發(fā)IO中斷。

? 2.通過單片機(jī)的PVD(可編程電壓檢測器) 中斷檢測。

? 3.通過ADC看門狗中斷檢測。

? 不管哪種方式，一般都是通過中斷來實(shí)現(xiàn)，主要是為了快速響應(yīng)。

? 今天主要介紹第三種方式，通過ADC看門狗實(shí)現(xiàn)掉電保存。
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? 2.硬件設(shè)計

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2.1掉電時間


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掉電保存的前提是斷電后電源電壓是緩慢下降的，這樣才有足夠的時間去檢測掉電并保存數(shù)據(jù)。因此，電源上必須有個大電容，保證電源斷開后能繼續(xù)給單片機(jī)供電。

? 具體需要維持多長時間，要看存儲器的擦寫周期。以STM32F030K6T6的內(nèi)部存儲器為例，擦除一頁需要30ms，寫入一個16位數(shù)據(jù)需要53.5us。根據(jù)實(shí)際需要擦除和寫入的數(shù)據(jù)多少來計算至少需要多少時間。

? 還需要關(guān)注一個參數(shù)，編程電壓。在用示波器測量掉電時的波形時，測量出從斷電瞬間到電壓降低到2.4V時的時間，該時間大于總的數(shù)據(jù)擦寫的時間即可。當(dāng)然要留有一定裕量。如果時間不夠，就要加大電容了。

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? 2.2ADC檢測

? ?????? ADC檢測掉電的方式有兩種，一種是通過某個通道直接采集電源電壓（或者分壓后采集），另一種是采集內(nèi)部參考電壓Vrefint來判斷電源電壓。

? 第一種方式很好理解，采樣值就代表電源電壓，可以直接去觸發(fā)ADC的看門狗中斷。

? 第二種方式由于內(nèi)部參考電壓是不變的，STM32F030是1.23V，有一定誤差。當(dāng)電源電壓變化時，ADC采集的參考電壓會發(fā)生變化，因此也可以通過這個變化觸發(fā)看門狗中斷。這里有個前提，即單片機(jī)的VREF引腳或AVDD引腳就是要檢測的電源電壓。

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3.軟件設(shè)計

? 首先打開STM32CubeMx，配置一下ADC，如下。

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首先需要使能Vrefint Channel，如果需要其它通道也可以使能。

? 其次需要使能ADC的看門狗，看門狗通道選擇Vrefint，設(shè)置一下高/低門限值，使能看門狗中斷模式，同時ADC的中斷也要打開。


? 這里的高/低門限是指，當(dāng)ADC的采樣值大于高門限或小于低門限時，ADC的看門狗中斷將被觸發(fā)。

? 如果是用于掉電檢測，只要關(guān)心高門限就行。正常時ADC采樣值=1.23*4096/3.3，大約是1526左右，由于Vrefint和電源電壓都有誤差，所以只是個大概。如果我們將掉電電壓檢測值設(shè)為3.1V，那對應(yīng)的ADC看門狗的高門限值應(yīng)為1.23*4096/3.1，約1625左右。


? 生成代碼后，在初始化完成啟動ADC采樣，如下：

uint32_t adc_buf;


HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc);
HAL_Delay(100);
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc,(uint32_t*)&adc_buf,1);

void ADC1_IRQHandler(void)
{
??/*?USER?CODE?BEGIN?ADC1_IRQn?0?*/
  /* USER CODE END ADC1_IRQn 0 */
  HAL_ADC_IRQHandler(&hadc);
  /* USER CODE BEGIN ADC1_IRQn 1 */
  Save_Param();  //保存參數(shù)
  while(1);
  /* USER CODE END ADC1_IRQn 1 */
}

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