参加西安站STM32L476低功耗设计应该官方培训学习心得

jiuwangbujiu · 发表于 2017-5-17 21:18:45

      期待了好久，ST昨天（2017年5月16日）终于在西安举办了第一届线下培训，这次培训的主题是“STM32低功耗设计应用Workshop”。
      用ST的芯片已经有好几年的历史了，但是我之前一直用的是STM32F1和STM32F4,STM8S系列的产品，对于低功耗的产品之前还真没有怎么太多的接触，有幸能参与此次培训，感觉一整天收获颇丰，感觉花了一天时间把低功耗设计的一些大概的东西掌握了，这个学习效率还是蛮高的。所以将自己学习到的东西总结分享给大家，如果有理解不到位的地方，还望各位大神指点一二，以促进我们共同成长。
      全天培训是在咖啡厅进行的，课堂上时时飘来可口的饭香味，整体氛围很好。

      作为一个技术狗，我直接跳过ST关于产品线的介绍，直接杀入主题--基于STM32L476的低功耗设计，当然在这之前先介绍几个ST发布发布的非常好用的工具。

      一、ST MCU Finder
         这个软件我最早是在苹果软件商店发现的，下载下来觉得挺好用，所以还推荐给我群里的人了，后来又发布了安卓版本和PC桌面版（包含WINDOWS\LINUX\MAC OS）作为一个ST的忠实粉丝，我也是第一时间下载使用并推荐给群里的人。也在摩尔吧开过一次直播，和大家探讨基于ST MCU Finder 和cube MX以及keil进行产品快捷开发的课题，链接为：https://www.moore8.com/courses/1444。当然，啰嗦了这么多，还是没有给大家说说这个软件是干嘛的，我直接上图
QQ图片20170517202419.png

上面的是图标，下面是软件打开后界面：
QQ图片20170517203451.png

         这简直就是一个选型利器啊，我们可以根据自己的需求，选择合适的检索方式，然后可以快速找到适合自己的芯片了啦。找到芯片之后还可以快速下载数据手册和其他的文档。再也不用网上到处找文档了。

   二、STM32CubeMX
         这又是一件利器，它可以方便的查看芯片的IO管脚图，时钟树等，不只是可以看，而且可以配合，是一款很好的IO分配，时钟树配置软件，而且它可以进行电源功耗计算。其实最厉害的应该是代码自动生成。
QQ图片20170517203947.png

上面是STM32CubeMX的图标，下面是使用的详图：
QQ图片20170517204102.png

以STM32L476 nucleo板子为例，创建一个项目
QQ图片20170517204247.png

具体功能大家看图，下载软件使用一下就爽翻了，我就不详细描述了。

      三：常用的网站及公众号：
            STM32社区：https://www.stmcu.org.cn/
            STM32中文官网：http://www.stmcu.com.cn
            STM32四轴飞行器教程

：https://www.moore8.com/courses/course/1308
            公众号：STM32单片机

      安利完上面两个软件，开始正式总结回忆低功耗课程的内容：
      1、在低功耗案例分享中学习到的东西有以下几点：
            #、影响低功耗设计的几个因素：
                  *芯片的工艺和制程：不同的制程芯片内部晶体管的开关功耗不同，导致整个芯片功耗不同
                  *晶体管数量不同：这个是显而易见的一个因素
                  *模拟外设的使用：模拟外设相对耗电量比较大
                  *RAM与Falsh大小：不同的存储容量耗电也不一样，存储功耗近似和存储空间大小成正比
                  *MCU供电特性：提供的电压越低，功耗也就越低，但是此时频率也越低，和电脑超频耗电量大一个道理
                  *时钟频率：时钟频率越高，耗电量越大
                  *工作模式：不同的工作模式耗电量不同，这个是显而易见的
            #、功耗分为静态功耗和动态功耗，动态功耗与电压、频率、负载等关系相关
            #、L4系列独有的电压转换器，可调时钟源，SMPS等.
            #、外设和GPIO连接的时候，如果两端电压不一致，就会导致电流产生，从而消耗功耗，所以要仔细阅读外设手册并进行合理配置
            #、IIC等外设的管脚必须外加强上拉，在进入低功耗之前把IIC的管脚设置为上拉输入模式
            #、中断标识未清除也可能导致功耗上升
            #、虚焊等其他情况也可能导致功耗异常
            #、在数据传输未结束的时候，尽量不要切换到低功耗模式，可能会失败
            #、使用低功耗串口唤醒系统的时候，如果串口波特率太高可能导致前面的数据丢失
            #、一些特殊场景可以考虑把代码优先级修改为速度优先，用空间换时间
      2、HandsOn环节的实验学习（具体实验安排我就不说了，请参考ppt）：
            代码如下：

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "stm32l4xx_hal.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include "string.h"
#ifdef __GNUC__
/* With GCC, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/* USER CODE END Includes */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart2;
/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
__IO uint8_t ReceiveStatus = 0;
__IO uint16_t RxCmdCounter = 0;
__IO uint8_t ReadyToReception = 0;
__IO uint8_t CmdEnteredOk = 0;
#define LR_ASCII_VALUE ((uint8_t)0x0A)
#define CR_ASCII_VALUE ((uint8_t)0x0D)
#define RXCOMMANDSIZE 0x20
#define RXBUFFERSIZE 0x01
char RxCommand[RXCOMMANDSIZE];
uint8_t RxBuffer[RXBUFFERSIZE] = {0}; //transmitting byte per byte
char temp; //initialisation character
char * s;
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
void Error_Handler(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void DecodeReception(void);
void LSE_OFF_Config(void);
extern void test_shutdown(void);
extern void test_standby(void);
extern void test_lpsleep_2mhz(void);
extern void test_stop2(void);
/* USER CODE END PFP */
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_Delay(1000);//delay 1s
/* Output a message on Hyperterminal using printf function */
printf("\n\rREADY\n\r");
printf("Please enter the test number according below options\n\r");
printf(" 0 (SHUTDOWN) \n\r");
printf(" 1 (STANDBY) \n\r");
printf(" 2 (STOP2) \n\r");
printf(" 3 (LPSLEEP 2MHz - FLASH OFF) \n\r");
printf(" --> \n\r");
while (CmdEnteredOk != 0x1) {
ReceiveStatus = 0;
while (ReceiveStatus != 0x1){
/* Start the USART2 Receive process to receive the RxBuffer */
if(HAL_UART_Receive_IT(&huart2, RxBuffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
while (!ReadyToReception);
ReadyToReception = 0;
DecodeReception();
}
CmdEnteredOk = 1;
s = RxCommand;
// __EFF_NENW1NW2 __ATTRIBUTES int strcmp(const char *, const char *);
// strcmp(s, "x\r") ==0, input char is x\r, it is true
// TODO 5: If receive char "0", enter into Shutdown mode
// TODO 6: If receive char "1", enter into Standby mode
// TODO 7: If receive char "2", enter into Stop2 mode
// TODO 8: If receive char "3", enter into Low Power Sleep
else {
printf("Invalid test number.. Please enter again\n\r");
CmdEnteredOk = 0;
/* Reset received test number array */
memset(RxCommand, 0, RXCOMMANDSIZE);
}
}
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;
/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = 0;
RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_6;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_MSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART2;
PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/**Configure the main internal regulator output voltage
*/
if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/**Configure the Systick interrupt time
*/
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
/**Configure the Systick
*/
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
/* USART2 init function */
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 9600;
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/** Configure pins as
* Analog
* Input
* Output
* EVENT_OUT
* EXTI
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin : PC13 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
void DecodeReception(void)
{
/* Read one byte from the receive data register */
temp = (char) RxBuffer[0];
RxCommand[RxCmdCounter++] = temp;
/* Check if is an LR/CR character */
if ((temp == CR_ASCII_VALUE) || (temp == LR_ASCII_VALUE))
{
/* echo entered command on terminal */
printf("You entered below test number:\n\r");
printf(RxCommand);
printf("\n\r");
RxCmdCounter = 0;
ReceiveStatus = 1;
}
}
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
ReadyToReception = 1;
}
void SystemClock_2MHz(void)
{
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
/* MSI is enabled after System reset, update MSI to 2Mhz (RCC_MSIRANGE_5) */
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;
RCC_OscInitStruct.MSIState = RCC_MSI_ON;
RCC_OscInitStruct.MSIClockRange = RCC_MSIRANGE_5;
RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue = RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
/* Initialization Error */
Error_Handler();
}
/* Select MSI as system clock source and configure the HCLK, PCLK1 and PCLK2
clocks dividers */
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_MSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if(HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
/* Initialization Error */
Error_Handler();
}
}
void GPIO_AnalogState_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* Set all GPIO in analog state to reduce power consumption, */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_All;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStruct);
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_DISABLE();
}
void LSE_OFF_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
/* set LSE OFF */
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_OFF;
if(HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
/* Initialization Error */
Error_Handler();
}
}
// TODO 1: Enter into Shutdown mode
// TODO 2: Enter into Standby mode
// TODO 3: Enter into Stop2 mode
// TODO 4: Enter into Low Power Sleep mode
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @param None
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
while(1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif
/**
* @}
*/
/**
* @}
*/
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/