1電源管理

• 上電復(fù)位 POR 參考

• 掉電復(fù)位 PDR

• 欠壓復(fù)位
  使能BOR后POR和PDR的門限將被忽略，轉(zhuǎn)而使用BOR設(shè)置的門限，BOR門限 在 option bytes中配置

• 可編程電壓監(jiān)控 PVD

軟件控制，監(jiān)控VDD，門限可以設(shè)置在1.8-3.1間，100mV為間隔，當PVD大于或者小于門限則產(chǎn)生一個外部中斷.

2低功耗模式

2.1低功耗運行模式

內(nèi)核和外設(shè)都可以保存運行狀態(tài)，需要配置內(nèi)部電源變換器工作在低功耗模式下，系統(tǒng)時鐘必須設(shè)置在128KHz一下，可以使用MSI作為系統(tǒng)時鐘，內(nèi)核供電必須選擇供電范圍2(1.5V)，并且關(guān)閉動態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能

2.2睡眠模式

內(nèi)核停止運行，外設(shè)保持運行.
通過特殊指令進入睡眠模式.
WFI由中斷喚醒，任意的NVIC識別到外設(shè)中斷都可以喚醒內(nèi)核
WFE由事件喚醒，被配置為事件模式的EXTI中斷喚醒內(nèi)核

2.3低功耗睡眠模式

內(nèi)核停止運行,外設(shè)保存運行

2.4停止模式

內(nèi)核停止，內(nèi)核電源范圍內(nèi)的時鐘都停止，晶振也禁止，SRAM和寄存器內(nèi)容保留。啟動時需要重新配置時鐘，并且清除標志位，喚醒后程序繼續(xù)之前的運行。

2.5待機模式

電源內(nèi)部變換器關(guān)閉、內(nèi)核電源范圍內(nèi)全部斷電，晶振被禁止，SRAM和寄存器不保留，RTC寄存器和備份寄存器保留。在待機模式下所有IO都保存高阻態(tài)，除了復(fù)位、RTC報警輸出引腳、喚醒引腳，功耗典型值為1ua，但是如果對接了外部電路，不用配置引腳的優(yōu)勢也就變成了劣勢，就如同我測試的SPI設(shè)備，待機模式的時候MOSI和SCK實際上是有電流的，功耗降不下去，這種時候選擇停止模式，來單獨配置IO口才行。

2.6 總結(jié)

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3 代碼與測試

測試硬件: 將STM32L151開發(fā)板上的多余器件全部去除
低功耗初始化函數(shù)

void low_power_init()
{
  /* Enable Ultra low power mode */
  HAL_PWREx_EnableUltraLowPower();
    
  /* Enable the fast wake up from Ultra low power mode */
  HAL_PWREx_EnableFastWakeUp();
    
    HAL_PWR_DisablePVD();
        
}

3.1待機模式(standby)

進入待機模式的代碼，使用HAL庫中的stm32l1xx_hal_pwr.c文件，下列中如果不進行清除標志位，則設(shè)備在第二次進入待機模式后將自動被喚醒。

void enter_standby_wakup()
{
        if(__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_SB) != RESET)
        {
            /* Clear Standby flag */
            __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB); 
        }
      HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);
      __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
        
      HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
}

進入低功耗后所有引腳都會被置為高阻態(tài)，正常運行時功耗在10幾mA，進入standby后電流下降到1~5uA左右，通過PA0上拉喚醒，該引腳也無需配置

3.2停止模式

代碼使用了一個啟動后常亮的引腳和一個外部中斷按鍵，前者用于判斷在進入停機模式后，引腳狀態(tài)，結(jié)果是引腳仍然處于之前的狀態(tài)，也就是寄存器被保持了。后者用于退出停機模式。

//該模式在退出時候必須重新配置時鐘
//該模式需要在中斷回調(diào)中添加
//__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);

void enter_stop_exti()
{
    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
    SystemClock_Config();
}

如果單單進入停止模式，外部引腳是有可能消耗電量的，可用如下代碼將全部引腳置為浮空輸入，并且關(guān)閉GPIO時鐘

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
  /* Enable GPIOs clock */
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

  /* Configure all GPIO port pins in Analog Input mode (floating input trigger OFF) */
  GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_All;
  GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
  GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStructure);

  /* Disable GPIOs clock */
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_DISABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_DISABLE();

但并不是所有引腳都應(yīng)該配置成浮空輸入，對于一些特殊引腳可用在關(guān)閉時鐘前進行單獨配置，例如

~~~
        GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_7;
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
        GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLDOWN;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
~~~

停止模式并不會重啟程序，被喚醒后將會繼續(xù)執(zhí)行之前的代碼，也就是說引腳是應(yīng)該被回復(fù)成被應(yīng)用的狀態(tài)，我們可以在將所有引腳配置成為浮空輸入之前保存一下GPIO寄存器的值，然后在退出停止模式后，將保存的值再賦值給寄存器。

//讀取當前GPIO狀態(tài)
GPIO_TypeDef gpio_a;
GPIO_TypeDef gpio_b;
GPIO_TypeDef gpio_c;
GPIO_TypeDef gpio_h;
rt_memcpy(&gpio_a,GPIOA,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(&gpio_b,GPIOB,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(&gpio_c,GPIOC,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(&gpio_h,GPIOH,sizeof(GPIO_TypeDef));

//復(fù)位IO
rt_memcpy(GPIOA,&gpio_a,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(GPIOB,&gpio_b,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(GPIOC,&gpio_c,sizeof(GPIO_TypeDef));
rt_memcpy(GPIOH,&gpio_h,sizeof(GPIO_TypeDef));

3.3 睡眠模式

睡眠模式能夠被任意中斷喚醒，也就是滴答定時器中斷也能喚醒它，下列示例代碼是在rtt系統(tǒng)下，在空閑回調(diào)里面添加進入休眠模式

void enter_sleep()
{
    /*Suspend Tick increment to prevent wakeup by Systick interrupt. 
    Otherwise the Systick interrupt will wake up the device within 1ms (HAL time base)*/
    //HAL_SuspendTick();

    /* Enter Sleep Mode , wake up is done once Key push button is pressed */
    HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

    /* Resume Tick interrupt if disabled prior to sleep mode entry*/
    //HAL_ResumeTick();
}

void low_pwoer_hook_cb()
{
     //該回調(diào)未關(guān)閉滴答
   enter_sleep();
}

void low_power_set_idle_hook()
{
        rt_thread_idle_sethook(low_pwoer_hook_cb);
}

4 官方文檔翻譯

• 芯片功耗典型值
  待機模式:0.28uA
  待機模式+RTC：1.11uA
  停止模式:0.44uA
  停止模式+RTC：1.38uA
  低功耗運行模式:10.9uA
  運行模式: 185uA/MHz

5 實際測試圖

下圖為STM32L151進入停止模式 和 SX1278進入休眠模式的功耗圖

image.png