stm32f103c6t6下的HAL库搭建三种低功耗模式及实战分析（stm32通用） |
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stm32f103c6t6下的HAL库搭建三种低功耗模式及实战分析（stm32通用）
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三种低功耗模式介绍睡眠模式（sleep mode）停止模式（stop mode）待机模式（standby mode）总结实战测试个别电路原理图功耗分析ADC功耗大解决方案ADC电池采样电路优化低功耗知识点更新（及一些时钟源知识点）
前言:最近朋友所托，需要一个可以持续运作至少一天的计数器，我感觉头大，因为之前在制作宿舍门禁的时候利用arduino没能实现低功耗模式，所以先到网上找了很多资料，发现立创开源平台上有一个大佬利用STC15实现了低功耗宿舍门禁，能够待机3~6个月，膜拜。本来打算去学习STC15，模仿这个大佬了，但是因为之前学了很久的stm32，所以就上网查了一下资料，实测32也能实现低功耗，所以开始一边学习一边记录。 大佬的STC15低功耗宿舍门禁 文章大部分参考：【STM32】HAL库-电源控制(低功耗模式) 三种低功耗模式介绍通常情况下，F103系列的功耗随着外设和工作频率的变化而变化 睡眠模式：只有内核时钟关闭，外设仍在运行；可以通过任意一个中断或唤醒事件唤醒；唤醒后回到睡眠的位置向后执行。（CM3内核停止，外设仍然运行）（数据保存） 停止模式：关闭内核时钟、外设时钟，保留内核1.8V供电，寄存器和RAM中的数据可以保持，IO口状态也可保持；可以通过任意一个外部中断唤醒；唤醒后可回到停止的代码处向后执行，但要重新初始化时钟和外设。（所有时钟都停止）（数据保存） 待机模式：关闭所有时钟，关闭内核1.8V供电，寄存器和RAM数据不能保持（除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)、备份寄存器，其他数据都丢失）；可通过唤醒引脚（PA0）上升沿、RTC闹钟中断，或者复位唤醒； 从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行 进入Standby模式后，只能有Wake-up脚和RTC唤醒，特别是唤醒后，程序将从最开始运行，也就是相当于软件复位。（最省电）（数据丢失） 正常模式下：芯片配置： 板子的大概状态：
有个博主说不用的IO口设置为模拟输入态最省电 main函数和外部中断的主要代码： int times=0; while (1) { HAL_Delay(1000);//延时1000毫秒 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);//翻转点亮LED if(times > 4) { HAL_SuspendTick();//停止系统滴答计时器 // HAL_PWR_EnableSleepOnExit();//设置SCR寄存器的SLEEPONEXIT位,在中断处理结束后重新进入SLEEP模式。 HAL_PWR_EnterSLEEPMode(0, PWR_SLEEPENTRY_WFI);//WFI指令进入睡眠模式 times = 0; HAL_ResumeTick();//恢复系统滴答计时器 } times++;//循环次数加一 } void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { //外部中断可以加自己相加的东西，也可以啥也不加，执行完返回睡眠前的位置继续执行 }通过执行WFI或WFE指令进入睡眠状态。由于系统的滴答定时器也能够解除睡眠状态，所以要记得停止掉。 使能和停止滴答定时器在：注释说明这个函数可以对系统中断进行使能和停止 HAL_PWR_EnableSleepOnExit();在下图的文件中：注释说当外部中断执行完返回主线程序的时候，如果调用该函数那么将重新进入睡眠模式，否则就接着睡眠前的程序执行。 SRAM和寄存器内容被保留下来 PLL、HSI和HSE RC振荡器的功能被禁止 所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态 系统时钟：停止模式唤醒后，STM32会使用 HSI（f1的HSI为8M，f4为12M）作为系统时钟。所以，有必要在唤醒以后，在程序上重新配置系统时钟，将时钟切换回HSE。 唤醒延迟 ：基础延迟为 HSI振荡器的启动时间，若调压器工作在低功耗模式，还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间，若 FLASH 工作在掉电模式，还需要加上 FLASH 从掉电模式唤醒的时间。 程序和上面类似，还是中断唤醒，只不过设置停止模式的函数不一样，第一个参数是低功耗管理（PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON） int times=0; while (1) { HAL_Delay(1000);//延时1000毫秒 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4);//翻转点亮LED if(times > 4) { //停止模式 HAL_SuspendTick();//停止系统滴答计时器 HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);//电压调节器为低功耗模式，WFI指令进入停止模式 SystemClock_Config();//重新配置系统时钟 times = 0; HAL_ResumeTick();//恢复系统滴答计时器 } times++;//循环次数加一 } void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { //外部中断可以加自己相加的东西，也可以啥也不加，执行完返回睡眠前的位置继续执行 }停止模式下电流表实测有8.35mA左右（拔掉OLED变成5.9mA左右） 待机模式（standby mode）待机模式可实现系统的最低功耗。该模式是在Cortex-M3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。也就是说，从待机模式唤醒后，由于没有之前代码的运行记录，只能对芯片复位，重新检测 boot条件，从头开始执行程序。 在待机模式下，所有的I/O引脚处于高阻态，除了以下的引脚 复位引脚(始终有效) 当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚 被使能的唤醒引脚(PA0)
PA0用于唤醒单片机，下拉输入，上升沿触发。博主说PA0用cubemx配置没有用，需要强制使能PA0引脚，实践改代码可用，可PA0高电平后，程序复位 待机模式实测电流比停止模式略低一点，7mA左右 总结无法做到网上的那么低，网上几十个uA。 目前已知的方法可能是采用stm32L系列，专用的低功耗芯片。 还有一种可能性是用一些低功耗的LDO，打了个新板子，等焊好测试完再记录。 2022.11.7更新 实战测试 个别电路原理图制作了PCB进行了测试。发现静态电流低的LDO影响很大。利用的这个ME6290A33M3G的LDO，进入停止模式后，电流成功降到到60个uA。 原因分析： （1）ADC采集的电路占用了180uA左右 （2）OLED完全没有占用，因为G脚是高电平关断 （3）剩下的800uA全部都是芯片ADC的原因，如果在程序中利用HAL的ADC轮询采集函数，即使进入停止模式，都会占用800uA ADC功耗大解决方案ADC耗能解决方案： 发现停止模式下ADC没有关掉，突然想起之前学习HAL库下ADC操作时，有一个轮询模式下的HAL_ADC_Stop函数，尝试了一下发现就是这个问题。 首先函数的注释解释为： 停止常规组的ADC转换（如果是自动注入模式，则停止注入通道），禁用ADC外设。 ADC外设禁用是强制停止注入组的潜在转换。如果注入组正在使用，它应该使用HAL_ADCEx_InjectedStop函数初步停止。 程序中应用： for(int i=0;i |
超低功耗的单片机就是有超低的深度休眠电流和超低的唤醒时间。外围电路也要设计的低功耗，如采用CMOS逻辑芯片，从各个方面扣除损耗。 STM32L083和CW32L083都是，CW32L083超低功耗模式消耗0.62uA。
电流表实测有33左右mA（拔掉OLED有30mA左右）
使能外部中断： 
睡眠模式下电流表实测有18mA左右（去掉OLED有15.8mA）
同样的在OLED的供电口上，加上了Pmos管控制开断 
增加了一个ADC电池电量采集，但是ADC采集的没有控制开断的，电流应该是180uA。 
现在整体体是990多uA。【本文地址】
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