STM32单片机PWR电源控制详解

本文主要是介绍STM32单片机PWR电源控制详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

1. PWR概述

2. 电源结构框图

3. 上电复位和掉电复位

4. 可编程电压监测器

5. 低功耗模式

6. 模式选择

6.1 睡眠模式

6.2 停止模式

6.3 待机模式

7. 代码示例

1. PWR概述

PWR（Power Control）电源控制，负责管理STM32内部的电源供电部分，可以实现可编程电压监测器和低功耗模式的功能。

可编程电压监测器（PVD）可以监控VDD电源电压，当VDD下降到PVD阀值以下或上升到PVD阀值之上时，PVD会触发中断，用于执行紧急关闭任务。

低功耗模式包括睡眠模式（Sleep）、停机模式（Stop）和待机模式（Standby），可在系统空闲时，降低STM32的功耗，延长设备使用时间。

2. 电源结构框图

3. 上电复位和掉电复位

当VDD或者VDDA电压过低时，内部电路直接产生复位，复位和不复位的界限之间，设置了40mV的迟滞电压，大于上限POR(Power On Reset)时解除复位，小于下限PDR(Power Down Reset )时复位。

复位信号Reset低电平有效。

4. 可编程电压监测器

PVD（Programmable Voltage Detector）用于监测VDD和VDDA的供电电压，且其阈值电压可以通过程序指定。当PVD触发时，芯片仍然可以正常工作，只是提醒用户电压过低。

PVD输出信号

PVD输出是正逻辑：电压过低时输出为1，电压正常时输出为0。
该信号可以申请中断，并在上升沿或下降沿时触发中断，以提醒程序进行适当处理。

中断配置

PVD的中断申请是通过外部中断实现的。需要配置外部中断，因为在低功耗模式下，只有外部中断可以唤醒停止模式。

5. 低功耗模式

第一列：列出stm32有哪些模式。

第二列：如何配置才能进入对应的模式。

第三列：模式进入后通过什么方式来唤醒。

每种模式对应的电路操作：

关闭和保留的部件。
列出前两列内容后，第三列是具体电路操作，比如关闭时钟和VDD区域的电源控制。电源调节器实际是1.8V区域的电源，若电源调节器关闭，则代表直接把1.8V区域断电。

关闭电路通常有两种做法

关闭时钟

运算和涉及时序的操作会暂停，但寄存器和存储器中的数据仍可维持，不会消失。

关闭电源

电路直接断电，电路中的数据和操作都直接消失。因此，关闭电源比关闭时钟更省电。

6. 模式选择

执行WFI（Wait For Interrupt）或者WFE（Wait For Event）指令后，STM32会进入低功耗模式。

WFI和WFE这两个指令是最终开启低功耗的触发条件，配置其它的寄存器，都要在这两个指令之前。

6.1 睡眠模式

进入方式: 直接调用WFI（Wait For Interrupt，等待中断）或WFE（Wait For Event，等待事件）指令进入，程序暂停运行，唤醒后程序从暂停的地方继续运行。
在睡眠模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
SLEEPONEXIT位决定STM32执行完WFI或WFE后，是立刻进入睡眠，还是等STM32从最低优先级的中断处理程序中退出时进入睡眠。
WFI唤醒条件: 任何外设发生任何中断时，芯片会立刻唤醒。由于中断发生，唤醒后第一件事是处理中断函数。
WFE唤醒条件: 可以是外部中断配置为事件模式，或使能中断但未配置NVIC。唤醒后直接从睡眠状态继续运行，无需进入中断函数。
对电路影响: 仅关闭CPU时钟，对其他电路没有任何操作，即CPU时钟关闭，程序暂停不运行，但芯片功耗降低。

一般情况下，我们可以在主循环的最后执行WFI或WFE指令。这样每当主循环执行一遍之后，系统就会进入睡眠状态。每次唤醒后，主循环再次执行一遍，然后再次进入睡眠状态（即每次唤醒，主循环执行一遍）。

如果希望在中断中调用WFI或WFE，并且希望中断结束后系统再次进入睡眠，可以设置SLEEPONEXIT=1。

6.2 停止模式

PDDS位设置: 用于区分进入停止模式还是待机模式。设置PDDS=0进入停止模式。
进入步骤:
- PDDS设为0。
- LPDS设定电压调节器的低功耗模式。LPDS=0电压调节器常规功耗，LPDS=1进入低功耗模式。
- 调用WFI或WFE指令，芯片进入停止模式。
唤醒方式: 只有外部中断才能唤醒。最后调用WFI需要外部中断触发唤醒。
WFI指令进入停止模式，可被任意一个EXTI中断唤醒。
WFE指令进入停止模式，可被任意一个EXTI事件唤醒。
在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
当电压调节器处于低功耗模式下，系统从停止模式退出时，会有一段额外的启动延时。
操作:
- 1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来，CPU和外设不运行，定时器暂停，串口收发数据也会暂停。
- 关掉电源，CPU和外设的寄存器数据维持原状。
- HSI和HSE振荡器关闭，CPU和外设时钟都关闭。LSI和LSE不会关闭。

编程时需要注意，在我们的程序中，默认在SystemInit函数里配置使用HSE外部高速时钟，通过PLL倍频得到72MHz主频。然而，进入停止模式后，PLL和HSE都会停止，并且在退出停止模式时，系统不会自动重新开启PLL和HSE，而是默认使用HSI的8MHz直接作为主频。因此，在停止模式唤醒后，第一时间需要重新启动HSE，将HSI选为系统时钟，并配置主频为72MHz（调用SystemInit函数即可）。