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STM32L4系列各种低功耗模式的特性是什么?

STM32具有哪几种低功耗模式?
STM32L4系列各种低功耗模式的特性是什么?
SLEEP模式进入及中断唤醒的优化方法是什么?

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李晓鹏

2022-2-23 09:28:06
1. 介绍


STM32具有多种低功耗模式,当前以STM32L4系列的低功耗模式最为丰富,此处基于STM32L476和STM32CUBEIDE环境介绍睡眠模式(SLEEP)中断唤醒的实现(HAL库), 唤醒中断可为任一中断,本例以管脚中断为中断源。SLEEP模式只是停止CPU时钟和后续代码执行,唤醒(其实是continue的作用)后继续执行后面的代码,而不是重启之后从初始代码开始执行。

2. 低功耗模式


STM32L4的低功耗模式,包括传统的睡眠模式:

STM32L4系列各种低功耗模式的特性总结如下:


3. 管脚中断配置


STOP模式可以通过任一管脚中断(Interrupt)或事件(Event)的方式唤醒,这里介绍通用管脚中断唤醒的方式, 选择一个GPIO管脚进行配置,这里用PC13作为唤醒源。
设置PC13为GPIO_EXTI方式:

为PC13选择其中一种中断触发方式,包括上升沿触发,下降沿触发和电平变化触发(即上升沿下降沿都触发):

然后使能中断:

保存后生成代码:


4. SLEEP模式进入及中断唤醒


通过HAL库函数HAL_PWR_EnterSLEEPMode(uint32_t Regulator, uint8_t SLEEPEntry)可进入SLEEP模式,库函数有两个参数,第一个参数Regulator可选PWR_MAINREGULATOR_ON或PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,分别对应主电源保持打开和低功耗部分的电源保持打开。第二个参数SLEEPEntry指定唤醒时的来源,有两个可选:PWR_SLEEPENTRY_WFI 和 PWR_SLEEPENTRY_WFE, 分别对应中断唤醒和事件唤醒,这里我们用PWR_SLEEPENTRY_WFI,即中断唤醒。

如果要进入SLEEP模式,实施下面代码:

HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);



HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);

然后当PC13管脚上产生电平变化触发管脚中断,睡眠状态就会被唤醒,继续给CPU供应时钟,执行后面的代码。

5. SLEEP模式进入及中断唤醒的优化


当设计中存在多种中断源,包括调试器中断和其它管脚中断时,这些中断不是想用于唤醒SLEEP状态的中断,此时就需要增加必要的设计,实现:



  • 当指定的中断源产生中断时,唤醒SLEEP状态;
  • 当非指定的中断源产生中断唤醒SLEEP后,立即重新进入SLEEP模式。


实现方式如下,先增加一个判断变量flag_recog:

uint8_t flag_recog = 0;

在进入SLEEP模式时,采用如下代码:

flag_recog = 0;
while(flag_recog == 0) HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);



flag_recog = 0;
while(flag_recog == 0) HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);

这样,当异常中断引起唤醒时,因为flag_recog保持为0,所以会再次执行进入SLEEP模式的代码。

当指定的唤醒中断到来时,如这里的PC13,则修改中断处理函数为:

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
        if (GPIO_Pin==GPIO_PIN_13)
        {
                flag_recog = 1;
        }
}

从而在中断处理函数里将flag_recog设置为非0,在退出中断处理函数后,也会退出while(flag_recog == 0)的循环,执行后面的代码。

通过以上优化,提高了SLEEP低功耗模式应用的可靠性,避免异常时间的唤醒。
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