STM32學(xué)習(xí)筆記 | 電源管理及低功耗設(shè)計(jì)要點(diǎn)
一款好的電子產(chǎn)品，都需要認(rèn)真考慮電源管理的問題，電池供電的產(chǎn)品更應(yīng)該注意低功耗的實(shí)現(xiàn)。
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STM32電源介紹 每一塊STM32芯片中都有一個(gè)電源控制器（PWR），不同系列的STM32有相似，也有差異。
1.電壓
絕大部分STM32的電壓要求介于 1.8 V 到 3.6 V 之間，嵌入式線性調(diào)壓器用于提供內(nèi)部 1.2 V 數(shù)字電源。
2.類型
數(shù)字電源：VDD也是其主電源，主要用于數(shù)字部分；
模擬電源：VDDA用于模擬部分的電源，比如ADC，這樣可以單獨(dú)濾波并屏蔽 PCB 上的噪聲。
備份電源：VBAT用于備份區(qū)域的電源，比如RTC、備份SRAM等，一旦主電源斷開，VBAT可以為這些區(qū)域提供電源。
▲ STM32F4備份域
3. 調(diào)壓器 多數(shù)STM32都有電源調(diào)節(jié)器（有些型號(hào)沒有），為備份域和待機(jī)電路以外的所有數(shù)字電路供電，調(diào)壓器輸出電壓約為 1.2 V。
運(yùn)行模式： 調(diào)壓器為 1.2 V 域（內(nèi)核、存儲(chǔ)器和數(shù)字外設(shè)）提供全功率。 停止模式： 調(diào)壓器為 1.2 V 域提供低功率，保留寄存器和內(nèi)部 SRAM 中的內(nèi)容。 待機(jī)模式： 調(diào)壓器掉電。除待機(jī)電路和備份域外，寄存器和 SRAM 的內(nèi)容都將丟失。
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STM32的低功耗模式 STM32 的工作模式通?？煞譃?/span> 4類 ：運(yùn)行模式、睡眠模式、停止模式、待機(jī)模式。根據(jù) STM32 類型不同，可將工作模式進(jìn)一步劃分。比如 STM32L 低功耗系列，睡眠 模式可進(jìn)一步劃分為：普通睡眠模式和低功耗睡眠模式。
- 以ST M32F4為例：
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運(yùn)行模式：默認(rèn)進(jìn)入該模式；
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睡眠模式：內(nèi)核停止，外設(shè)保持運(yùn)行
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停止模式：所有時(shí)鐘都停止
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待機(jī)模式：1.2 V 域斷電
▲ STM32睡眠/停止/待機(jī)模式圖解
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STM32低功耗設(shè)計(jì)要點(diǎn)
STM32低功耗通常會(huì)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，以及應(yīng)用場景來進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。以下面幾個(gè)案例來進(jìn)行說明。
案例一：有工程師提到：STM32F103 進(jìn)入STOP 模式后無法通過串口喚醒 ？
分析原因：這位工程師對(duì)低功耗喚醒機(jī)制理解有誤：STM32進(jìn)入 STOP 模式后不能直接通過 UART 等中斷外設(shè)喚醒， 只能通過 EXTI 外部中斷方式喚醒。
解決辦法： 我們可以在 MCU 進(jìn)入 STOP 前將 RX 腳設(shè)為 EXTI 模式，并使能對(duì)應(yīng)的中斷來實(shí)現(xiàn)。 案例二： 有工程師提到： STM32F051進(jìn)入低功耗之后，實(shí)際功耗遠(yuǎn)大于理想功耗。 分析原因：造成問題的原因可能是工程師通過直接調(diào)用“停止模式”，進(jìn)入低功耗，但部分IO外部有上拉電阻，進(jìn)入低功耗之前未做調(diào)整，導(dǎo)致功耗偏大。解決辦法： 進(jìn)入低功耗之前，對(duì)使用和未使用 IO 狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。比如有外部上拉，可配置成模擬輸入等。
案例三： 有工程師提到：通過按鍵喚醒 STM32F103 ，串口不能正常工作？ 分析原因： 經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，開發(fā)者進(jìn)入的低功耗模式為待機(jī)模式，喚醒之后，未初始化串口外設(shè)，導(dǎo)致串口不能正常工作。在待機(jī)模式下，所有外設(shè)都關(guān)閉，意味著所有外設(shè)配置都為默認(rèn)值。 解決辦法： 喚醒 STM32 之后，重新初始化串口（以及所有使用的）外設(shè)。
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