【连载】【ALIENTEK 战舰STM32开发板】STM32开发指南--第二十一章 待机唤醒实验

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<span class="postbody" id="post_body_65955">第二十一章待机唤醒实验   

本章我们将向大家介绍STM32的待机唤醒功能。在本章中，我们将使用WK_UP按键来实现唤醒和进入待机模式的功能，然后使用DS0指示状态。本章将分为如下几个部分：
21.1 STM32待机模式简介
21.2 硬件设计
21.3 软件设计
21.4 下载验证
21.1 STM32待机模式简介

很多单片机都有低功耗模式，STM32也不例外。在系统或电源复位以后，微控制器处于运行状态。运行状态下的HCLK为CPU提供时钟，内核执行程序代码。当CPU不需继续运行时，可以利用多个低功耗模式来节省功耗，例如等待某个外部事件时。用户需要根据最低电源消耗，最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式。STM32的3种低功耗模式我们在5.2.4节有粗略介绍，这里我们再回顾一下。
STM32的低功耗模式有3种：
1)睡眠模式（CM3内核停止，外设仍然运行）
2)停止模式（所有时钟都停止）
3)待机模式（1.8V内核电源关闭）
在运行模式下，我们也可以通过降低系统时钟关闭APB和AHB总线上未被使用的外设的时钟来降低功耗。三种低功耗模式一览表见表21.1.1所示：

 

 
 

表21.1.1 STM32低功耗一览表

在这三种低功耗模式中，最低功耗的是待机模式，在此模式下，最低只需要2uA左右的电流。停机模式是次低功耗的，其典型的电流消耗在20uA左右。最后就是睡眠模式了。用户可以根据自己的需求来决定使用哪种低功耗模式。
本章，我们仅对STM32的最低功耗模式-待机模式，来做介绍。待机模式可实现STM32的最低功耗。该模式是在CM3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。仅备份的寄存器和待机电路维持供电。

那么我们如何进入待机模式呢？其实很简单，只要按图21.1.1所示的步骤执行就可以了：

 图21.1.1 STM32进入及退出待机模式的条件

图21.1.1还列出了退出待机模式的操作，从图21.1.1可知，我们有4种方式可以退出待机模式，即当一个外部复位(NRST引脚)、IWDG复位、WKUP引脚上的上升沿或RTC闹钟事件发生时，微控制器从待机模式退出。从待机唤醒后，除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)，所有寄存器被复位。
从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行(采样启动模式引脚，读取复位向量等)。电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。
在进入待机模式后，除了复位引脚以及被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚和被使能的唤醒引脚（WK_UP脚），其他的IO引脚都将处于高阻态。
图21.1.1已经清楚的说明了进入待机模式的通用步骤，其中涉及到2个寄存器，即电源控制寄存器（PWR_CR）和电源控制/状态寄存器（PWR_CSR）。下面我们介绍一下这两个寄存器：
电源控制寄存器（PWR_CR），该寄存器的各位描述如图21.1.2所示：
 

图21.1.2 PWR_CR寄存器各位描述
 
这里我们通过设置PWR_CR的PDDS位，使CPU进入深度睡眠时进入待机模式，同时我们通过CWUF位，清除之前的唤醒位。电源控制/状态寄存器（PWR_CSR）的各位描述如图21.1.3所示：
 

 
 

图21.1.3 PWR_ CSR寄存器各位描述

这里，我们通过设置PWR_CSR的EWUP位，来使能WKUP引脚用于待机模式唤醒。我们还可以从WUF来检查是否发生了唤醒事件。不过本章我们并没有用到。
通过以上介绍，我们了解了进入待机模式的方法，以及设置WK_UP引脚用于把STM32从待机模式唤醒的方法。具体步骤如下：
1）设置SLEEPDEEP位。
该位在系统控制寄存器（SCB_SCR）的第二位（详见《CM3权威指南》，第182页表13.1），我们通过设置该位，作为进入待机模式的第一步。
2）使能电源时钟，设置WK_UP引脚作为唤醒源。
因为要配置电源控制寄存器，所以必须先使能电源时钟。然后再设置PWR_CSR的EWUP位，使能WK_UP用于将CPU从待机模式唤醒。
3）设置PDDS位，执行WFI指令，进入待机模式。
接着我们通过PWR_CR设置PDDS位，使得CPU进入深度睡眠时进入待机模式，最后执行WFI指令开始进入待机模式，并等待WK_UP中断的到来。
4）最后编写WK_UP中断函数。
因为我们通过WK_UP中断（PA0中断）来唤醒CPU，所以我们有必要设置一下该中断函数，同时我们也通过该函数里面进入待机模式。
通过以上几个步骤的设置，我们就可以使用STM32的待机模式了，并且可以通过WK_UP来唤醒CPU，我们最终要实现这样一个功能：通过长按（3秒）WK_UP按键开机，并且通过DS0的闪烁指示程序已经开始运行，再次长按该键，则进入待机模式，DS0关闭，程序停止运行。类似于手机的开关机。
21.2硬件设计

本实验用到的硬件资源有：
1） 指示灯DS0
2） WK_UP按键
本章，我们使用了WK_UP按键用于唤醒和进入待机模式。然后通过DS0来指示程序是否在运行。这两个硬件的连接前面均有介绍。
21.3软件设计

找到上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个WKUP的文件夹。然后打开USER文件夹下的工程，新建一个wkup.c的文件和wkup.h的头文件，保存在WKUP文件夹下，并将WKUP文件夹加入头文件包含路径。
打开wkup.c，输入如下代码：
#include "wkup.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"                 
//系统进入待机模式
void Sys_Enter_Standby(void)
{          
    //关闭所有外设(根据实际情况写)
   RCC->APB2RSTR|=0X01FC;//复位所有IO口
    Sys_Standby();//进入待机模式
}
//检测WKUP脚的信号
//返回值1:连续按下3s以上
//      0:错误的触发   
u8 Check_WKUP(void)
{
    u8 t=0;
    u8 tx=0;//记录松开的次数
    LED0=0; //亮灯DS0
    while(1)
    {
        if(WKUP_KD)//已经按下了
        {
            t++;
            tx=0;
        }else
        {
            tx++; //超过300ms内没有WKUP信号
            if(tx>3)
            {
                LED0=1;
                return 0;//错误的按键,按下次数不够
            }
        }
        delay_ms(30);
        if(t>=100)//按下超过3秒钟
        {
            LED0=0;     //点亮DS0
            return 1;       //按下3s以上了
        }
    }
} 
//中断,检测到PA0脚的一个上升沿.     
//中断线0线上的中断检测
void EXTI0_IRQHandler(void)
{                                                       

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