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金百利要闻

如何使用MM32的三种低功耗模式?
 日期:2017年09月14日 点击次数:29

电源对电子设备的重要性不言而喻,它是保证系统稳定运行的基础,而保证系统稳定运行后,又有低功耗的要求。在很多应用场合中,对电子设备的功耗要求非常苛刻,如某些传感器信息采集设备,仅靠小型的电池提供电源,要求工作长达数年之久,且期间不需要任何维护;由于智慧穿戴设备的小型化要求,电池体积不能太大导致容量也比较小,所以很有必要从控制功耗入手,提高设备的续行时间。

 

在系统或电源复位以后,MCU处于运行状态。运行状态下的时钟源为 CPU 提供时钟,内核执行程序代码。当 CPU 不需继续运行时,可以利用多个低功耗模式来降低功耗,例如等待某个外部事件时。

 

MM32L0产品支持三种低功耗模式:睡眠模式、停止模式和待机模式,可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡,可以满足用户对低功耗的要求。

 

l 睡眠模式
   在睡眠模式,只有 CPU 停止,所有外设处于工作状态并可在发生中断/事件时唤醒 CPU。

 

   有两种方式进入睡眠模式,它的进入方式决定了从睡眠唤醒的方式,分别是 WFI(wait for interrupt)和 WFE(wait for event),即等待“中断”唤醒和“事件”唤醒。

 

进入睡眠模式例:

__WFE();//等待事件,等待事件是一个暂停执行指令暂停至任意事件产生后被唤醒。__WFI();//等待中断,等待中断是一个暂停执行指令暂停至任意中断产生后被唤醒。

 

关于退出睡眠模式:

配置外部事件唤醒函数例:

void GPIO_Configuration(void)

{

       GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

       EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;

       RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,ENABLE); 

       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

       GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

       GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

       GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;

       GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStruct);

       SYSCFG_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;

       EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

       EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Event;

       EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;

       EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);

}

 

l 停止模式
    在保持 SRAM 和寄存器内容不丢失的情况下,停机模式可以达到最低的电能消耗。在停机模式下,停止所有内部 1.8V 部分的供电, PLL 、HSI 的振荡器和 HSE 晶体振荡器被关闭,调压器可以被置于普通模式或低功耗模式。

 

有两种方式进入停止模式,可以通过设置独立的控制位,选择以下待机模式的功能:

 

独立看门狗(IWDG):可通过写入看门狗的键寄存器或硬件选择来启动 IWDG。一旦启动了独立看门狗,除了系统复位,它不能再被停止。

 

内部振荡器(LSI 振荡器):通过控制/状态寄存器 (RCC_CSR)的 LSION 位来设置。在停止模式下,如果在进入该模式前 ADC 和 DAC 没有被关闭,那么这些外设仍然消耗电流。

 

进入停止模式例:

void Sys_Stop(void)

       PWR_EnterSTOPMode(0, PWR_STOPEntry_WFI);

}

注:MM32L0xx在进入停止模式前,需将系统时钟切换到HSI。

 

关于退出停止模式:

当一个中断或唤醒事件使MCU退出停止模式时, HSI 振荡器被选为系统时钟。当电压调节器处于低功耗模式下,当系统从停止模式退出时,将会有一段额外的启动延时。

 

配置中断唤醒函数例:

void WKUP_Init(void)

{

        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                 

        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

        EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

        RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

              RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

              GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;

              GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

              SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0);

              EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;

              EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

              EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;

              EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

              EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_1_IRQn;

              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;

              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

              NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);

}

l 待机模式
    待机模式可实现系统的最低功耗。该模式是在 CPU 深睡眠模式时关闭电压调节器。整个 1.8V 供电区域被断电。 PLL、 HSI 和 HSE 振荡器也被断电。 SRAM 和寄存器内容丢失。只有备份的寄存器和待机电路维持供电。在进入待机模式后,除了被用于唤醒 I/O,其余 I/O 都进入高阻态,而从待机模式唤醒后,相当于复位MM32芯片,程序重新从头开始执行。


有两种方式进入待机模式,可以通过设置独立的控制位,选择以下待机模式的功能:
    独立看门狗(IWDG):可通过写入看门狗的键寄存器或硬件选择来启动 IWDG。一旦启动了独立看门狗,除了系统复位,它不能再被停止。

 

内部振荡器(LSI 振荡器):通过控制/状态寄存器(RCC_CSR)的 LSION 位来设置。

 

进入待机模式例:

void Sys_Standby(void)

       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);

       PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);

       PWR_EnterSTANDBYMode();

}

关于退出待机模式:

当一个外部复位(NRST 引脚)、 IWDG 复位、 WKUP 引脚上的上升沿, 微控制器从待机模式退出。从待机唤醒后,除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR),所有寄存器被复位。

 

从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行(采样启动模式引脚、读取复位向量等)。电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。

 

 

配置WKUP引脚上升沿函数例:

u8 Check_WKUP(void)

{

       while(1)

       {

              if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0))

              {

          return 1;

              }

       else

              {

            return 0;

              }

       }

 

void WKUP_Init(void)

{     

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                 

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0;      

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPD;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    SYSCFG_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;      

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_1_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 2;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    if(Check_WKUP()==0) Sys_Standby();

}

 

当系统处于低功耗状态时,使用下载器是无法给芯片下载程序的。有很多用户使用低功耗功能,但是唤醒部分配置有问题,导致MCU无法唤醒,发现无法对芯片进行下载程序。在这里告诉大家一个调试低功耗模式的小秘密,您在测试低功耗模式时可在主函数启动时加一个较长的延时函数,按住板子的复位键,使系统处于复位状态,然后点击电脑端的下载按钮下载程序,这时再释放复位键,这样MCU上电后执行延时函数期间对低功耗程序进行擦除。

 

还有一种方法是选择启动方式,通过将BOOT0拉高,重新上电使MCU从SRAM启动,重新选择一个闪灯程序对flash进行擦除,擦除完成后将BOOT0拉低,然后重新上电即可重新下载程序。

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