电源管理-实现低功耗

本篇总结

使用 PWR，演示停止模式唤醒低功耗例程。

硬件平台：本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。

采购推荐：点击前往 WIZnet 官方淘宝店铺 选购 W55MH32L-EVB

/* core_cm3.h 中的指令封装 */
#define __WFI   __wfi    // 等待中断：暂停至任意中断产生
#define __WFE   __wfe    // 等待事件：暂停至任意事件产生

/* 调用方式 */
__WFI();    // 由中断唤醒
__WFE();    // 由事件唤醒

WFI vs WFE

WFI：由 NVIC 响应的中断唤醒，唤醒后先进入 ISR 再回到主程序；WFE：由事件唤醒（不需 NVIC 使能），唤醒后直接执行下一条指令，延迟更短。WFE 唤醒后不需清除中断挂起位。

void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator, uint8_t PWR_STOPEntry)
{
    uint32_t tmpreg = 0;
    /* 设置调压器模式：清除 PDDS/LPDS 位后写入参数 */
    tmpreg = PWR->CR;
    tmpreg &= CR_DS_MASK;
    tmpreg |= PWR_Regulator;       // PWR_MainRegulator_ON 或 PWR_Regulator_LowPower
    PWR->CR = tmpreg;
    /* 置 SLEEPDEEP 位，使 WFI/WFE 进入深度睡眠而非普通睡眠 */
    SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP;

    /* 选择 WFI 或 WFE 进入 */
    if (PWR_STOPEntry == PWR_STOPEntry_WFI)
        __WFI();
    else
        __WFE();

    /* 唤醒后执行：清除 SLEEPDEEP 位 */
    SCB->SCR &= (uint32_t)~((uint32_t)SCB_SCR_SLEEPDEEP);
}

void PWR_EnterSTANDBYMode(void)
{
    /* 清除 Wake-up 标志（必须，否则残留 WUF 阻止进入） */
    PWR->CR |= PWR_CR_CWUF;
    /* 选择待机模式：PDDS=1 */
    PWR->CR |= PWR_CR_PDDS;
    /* 置 SLEEPDEEP 位 */
    SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP;
    /* 确保存储操作完毕（Keil 下） */
#if defined ( __CC_ARM )
    __force_stores();
#endif
    /* 等待中断唤醒——唤醒等同复位 */
    __WFI();
}

待机 vs 停止的核心区别

• 待机模式：1.8V 域完全断电，SRAM 和寄存器内容丢失，唤醒后等同芯片复位从头执行。
• 停止模式：保留 SRAM，唤醒后从 WFI 处继续执行。

待机功耗最低，但代价是丢失运行状态。

int main(void)
{
    RCC_ClocksTypeDef clocks;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
    delay_init();
    UART_Configuration(115200);
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);

    printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhz\n",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);
    printf("PWR Stop Test.\n");
    printf("Enable WakeUp Pin - PA0\n");
    printf("Please Input 's', Come Stop Mode\n");

    /* 配置 PA0(EXTI0) 上升沿中断唤醒 */
    WAKEUP_Configuration();

    /* 等待串口输入 's' */
    while (GetCmd() != 's');

    /* 所有 GPIO 设为模拟输入，降低功耗 */
    GPIO_Configuration();

    /* 进入停止模式（低功耗调压器 + WFI） */
    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);

    /* 唤醒后：系统时钟已切到 HSI(8MHz)，需重配 */
    SystemInit();
    UART_Configuration(115200);
    printf("WakeUp Success\n");

    while (1);
}

void WAKEUP_Configuration(void)
{
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /* EXTI_Line0 = PA0，上升沿触发 */
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    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_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = EXTI0_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /* PA0: 上拉输入 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
}

void GPIO_Configuration(void)
{
    uint8_t i;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_All;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    for (i = 0; i < (GPIOG_BASE - GPIOA_BASE) / 0x400; i++)
    {
        GPIO_Init((GPIO_TypeDef *)((APB2PERIPH_BASE + (i + 3) * 0x0400)), &GPIO_InitStructure);
    }

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All ^ GPIO_Pin_0;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
    {
        printf("EXTI->PR = 0x%x\n", EXTI->PR);
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

GPIO_Configuration 降功耗

将 GPIOA-GPIOG 所有引脚设为模拟输入（GPIO_Mode_AIN），可显著降低漏电流。这是低功耗设计的标配操作。

EXTI_PR 挂起寄存器

中断服务函数中打印 EXTI->PR 寄存器值，用于查看挂起状态。唤醒后 PR 位仍为 1，需调用 EXTI_ClearITPendingBit() 清除，否则可能影响下次进入停止模式。

SYSCLK: 72.0Mhz, HCLK: 72.0Mhz, PCLK1: 36.0Mhz, PCLK2: 72.0Mhz, ADCCLK: 36.0Mhz

PWR Stop Test.

Enable WakeUp Pin - PA0

Please Input 's', Come Stop Mode