/********************************************************* PY001休眠函数详解 *********************************************************/ /********************************************************* * 函数名: MCU_Sleep * 说 明: 休眠函数 * 输 入: 无 * 输 出: 无 * 备 注正常休眠休眠中无唤醒 *********************************************************/ void MCU_Sleep(void) { Vape1_PWM_SetDuty(0); //关 PWM SMG_All_Off(); //关闭滴答中断 HAL_SuspendTick(); //关闭TIM14 HAL_TIM_Base_Stop_IT(Tim14_Handle); __HAL_TIM_CLEAR_IT(Tim14_Handle,TIM_IT_UPDATE); HAL_TIM_Base_Stop_IT(TimHandle); __HAL_TIM_CLEAR_IT(TimHandle,TIM_IT_UPDATE); //关闭AD __HAL_ADC_DISABLE(Adc_Handle); __HAL_RCC_ADC_CLK_DISABLE(); //关闭ADC 的时钟 __HAL_RCC_ADC_FORCE_RESET(); __HAL_RCC_ADC_RELEASE_RESET(); //GPIO SMG_ALL_PIN_OUT_LOW(); APP_GpioInit(); GPIO_Wake_Config(); __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //使能PWR 模块的时钟 /* 软件写1清所以外部中断标志位 */ WRITE_REG(EXTI-PR,0xffffffff); /* Start LPTIM Continue in interrupt Mode 开启连续中断模式 */ // 1 / LSI * Period * Prescaler HAL_LPTIM_SetContinue_Start_IT(LPTIMConf, 15000); HAL_IWDG_Refresh(IwdgHandle); //刷新看门狗 Sleep_Flag TRUE; //进入休眠 //DBGMCU-CR0; do { HAL_IWDG_Refresh(IwdgHandle); __HAL_LPTIM_CLEAR_FLAG(LPTIMConf, LPTIM_FLAG_ARRM); APP_DelayNops(300);//加上延时以前没加 HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); //进入PWR休眠模式 }while(Sleep_Flag); HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI4_15_IRQn); HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI2_3_IRQn); HAL_NVIC_DisableIRQ(EXTI0_1_IRQn); /* 关闭LPTIM */ HAL_LPTIM_SetContinue_Stop_IT(LPTIMConf); HAL_ResumeTick(); APP_GpioInit(); APP_ADCCofig(); NVIC_EnableIRQ(TIM14_IRQn); HAL_TIM_Base_Start_IT(Tim14_Handle); Machine_State Machine_Idle; } /********************************************************* * 函数名: Opt_Sleep * 说 明: 休眠函数 * 输 入: 无 * 输 出: 无 * 备 注休眠中唤醒读取USB脚AD值 1. 启动LPTIM连续模式周期150000.5s左右 2. 进入循环 3. 清除LPTIM的ARRM标志位 4. 执行USB检测等操作 5. 进入STOP低功耗模式 6. LPTIM计数到15000时产生ARRM标志 7. AWRM标志唤醒MCU通过WFI指令 8. 重新进入循环重复步骤3-7 9. 当USB状态变化时退出循环 10. 停止LPTIM 流程1. CPU执行到__WFI() 2. CPU暂停进入低功耗状态 3. LPTIM计数到ARR值产生中断 4. CPU被唤醒继续执行后续代码 *********************************************************/ void Opt_Sleep(void) { Vape1_PWM_SetDuty(0); SMG_All_Off(); //休眠前USB状态 Opt_Ctrl.usb_ad ADC_GetAvgValue(ADC_USB_CH,4,2); if ( Opt_Ctrl.usb_ad USB_IN_AD_VALUE ) { USB_SLEEP_STATE HIGH; } else { USB_SLEEP_STATE LOW; } //关闭滴答中断 HAL_SuspendTick(); //关闭TIM14 HAL_TIM_Base_Stop_IT(Tim14_Handle); __HAL_TIM_CLEAR_IT(Tim14_Handle,TIM_IT_UPDATE); //GPIO SMG_ALL_PIN_OUT_LOW(); APP_GpioInit(); GPIO_Wake_Config(); __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 启用PWR模块时钟 /* 软件写1清所以外部中断标志位 */ WRITE_REG(EXTI-PR,0xffffffff); /* Start LPTIM Continue in interrupt Mode 开启连续中断模式 */ // 1 / LSI * Period * Prescaler //STM32 HAL库中用于配置和启动低功耗定时器(LPTIM)的连续模式并使能中断的函数 //时钟使用LSI内部低速时钟32K定时周期 (1/32000) × 15000 0.46875秒 HAL_LPTIM_SetContinue_Start_IT(LPTIMConf, 15000); HAL_IWDG_Refresh(IwdgHandle); Sleep_Flag 1; do { HAL_IWDG_Refresh(IwdgHandle); __HAL_LPTIM_CLEAR_FLAG(LPTIMConf, LPTIM_FLAG_ARRM); //退出休眠立马清除LPTIM溢出中断标志位 APP_DelayNops(300);//加上延时以前没加 APP_ADCCofig(); ADC_SwitchChannel(ADC_USB_CH); Opt_Ctrl.usb_ad ADC_GetAvgValue2_USB(2,2); __HAL_ADC_DISABLE(Adc_Handle); if ( USB_SLEEP_STATE ) { if ( Opt_Ctrl.usb_ad USB_OUT_AD_VALUE ) { Sleep_Flag 0; } else { //WFI (Wait For Interrupt),暂停CPU执行等待任意中断到来,唤醒条件任何已使能的中断外部中断、定时器中断、LPTIM中断等 HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); //进入PWR休眠模式 } } else { if ( Opt_Ctrl.usb_ad USB_IN_AD_VALUE ) { Sleep_Flag 0; } else { HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); //进入PWR休眠模式 } } }while(Sleep_Flag); /* 关闭LPTIM */ HAL_LPTIM_SetContinue_Stop_IT(LPTIMConf); HAL_ResumeTick(); APP_GpioInit(); APP_ADCCofig(); NVIC_EnableIRQ(TIM14_IRQn); HAL_TIM_Base_Start_IT(Tim14_Handle); Machine_SetState(Last_Machine_State); } 两个函数都是休眠函数MCU_Sleep没有打开LPTIMOPT_Sleep打开了LPTIM 在休眠前需要打开PWR PWR 是 Power Control电源控制模块它是STM32微控制器中专门负责电源管理和低功耗模式控制的核心外设。让我详细解释为什么休眠时必须打开PWR时钟 PWR模块的核心功能 1. 低功耗模式控制 PWR模块是进入所有低功耗模式的唯一控制中心 SLEEP模式通过__WFI()指令但需要PWR配置唤醒源 STOP模式完全由PWR寄存器控制 (PWR-CR1.LPMS[1:0]) STANDBY模式通过PWR寄存器配置 (PWR-CR1.LPMS[1:0] 10b) SHUTDOWN模式最深的低功耗模式 (PWR-CR1.LPMS[1:0] 11b) 2. 电压调节器管理 主电压调节器全速运行时使用 低功耗电压调节器STOP模式下使用功耗降低3-5倍 电压缩放在高性能模式下可配置不同电压级别 3. 唤醒源管理 PWR模块控制所有唤醒源 外部中断 (EXTI) RTC闹钟/周期唤醒 LPTIM中断如你的代码中使用 USB唤醒 I2C/SPI等通信接口唤醒 4. 电源状态监控 内部温度监控 VBAT监控纽扣电池备份 可编程电压检测 (PVD) 为什么休眠必须打开PWR时钟 1. 寄存器访问前提 // __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE() 的本质 SET_BIT(RCC-APBENR1, RCC_APBENR1_PWREN); // 启用PWR模块时钟 // 后续操作都需要这个时钟 HAL_PWR_EnterSTOPMode(...); // 这个函数内部会访问PWR-CR1等寄存器 关键点如果PWR时钟未启用所有对PWR寄存器的访问都会失败或产生不可预知的结果就像试图在断电状态下操作开关一样。 2. 低功耗模式配置依赖 以代码为例 HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); 具体执行流程 启用PWR时钟访问PWR寄存器的前提 配置LPTIM作为唤醒源LPTIM中断连接到EXTI需要PWR配置 进入STOP模式直接通过PWR寄存器配置 唤醒后恢复PWR模块记录唤醒源和状态 下面具体讲解一下HAL_PWR_EnterSTOPMode这个函数的执行过程 void HAL_PWR_EnterSTOPMode(uint32_t Regulator, uint8_t STOPEntry) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_PWR_REGULATOR(Regulator)); assert_param(IS_PWR_STOP_ENTRY(STOPEntry)); /* Config Regulator */ MODIFY_REG(PWR-CR1, PWR_CR1_LPR, Regulator); /* Set SLEEPDEEP bit of Cortex System Control Register */ SET_BIT(SCB-SCR, ((uint32_t)SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk)); /* Select Stop mode entry --------------------------------------------------*/ if(STOPEntry PWR_STOPENTRY_WFI) { /* Request Wait For Interrupt */ __WFI(); } else { /* Request Wait For Event */ __SEV(); __WFE(); __WFE(); } WFI 和 WFE 是 ARM Cortex-M内核提供的两条关键低功耗指令它们在低功耗模式中扮演着核心角色。让我详细解释它们的技术细节和在你代码中的应用 WFI (Wait For Interrupt) 1. 基本功能 __WFI(); // Wait For Interrupt 作用暂停CPU执行等待任意中断到来 唤醒条件任何已使能的中断外部中断、定时器中断、LPTIM中断等 功耗影响进入深度睡眠CPU时钟停止但外设时钟可能继续运行 2. 在你的代码中的应用 if(STOPEntry PWR_STOPENTRY_WFI) { __WFI(); // 等待LPTIM中断或USB唤醒中断 } 唤醒源LPTIM的ARRM中断、USB插入/拔出检测中断 工作流程 1. CPU执行到__WFI() 2. CPU暂停进入低功耗状态 3. LPTIM计数到ARR值产生中断 4. CPU被唤醒继续执行后续代码 3. 技术特点 简单直接只需要一条指令 中断驱动必须有中断使能才能唤醒 功耗最低在STOP模式下可达到1-2μA 响应延迟中断响应时间 中断处理时间 WFE (Wait For Event) 1. 基本功能 __SEV(); // Send Event __WFE(); // Wait For Event (第一次) __WFE(); // Wait For Event (第二次) 作用暂停CPU执行等待特定事件到来 事件源 SEV指令产生的软件事件 外部事件输入EXTI线 某些外设的事件输出如RTC、LPTIM的事件模式 2. 为什么需要两次WFE 这是一个经典的ARM技巧用于清除事件标志 __SEV(); // 1. 发送一个事件设置事件标志 __WFE(); // 2. 第一次WFE检测到事件标志清除标志**不等待** __WFE(); // 3. 第二次WFE事件标志已清除真正进入等待状态 目的确保事件标志处于已清除状态避免错过后续的真正事件。 3. 在低功耗中的优势 更低功耗比WFI功耗更低某些芯片可低0.1-0.3μA 更快速唤醒事件响应比中断响应更快通常快1-2个周期 无中断开销不需要保存/恢复中断上下文 精确控制可以等待特定事件而不是任意中断 WFI vs WFE 详细对比 特性 WFI WFE 唤醒机制 任意中断 特定事件 指令复杂度 1条指令 3条指令SEVWFEWFE 唤醒延迟 较长中断处理开销 较短直接继续执行 功耗 低1-2μA 极低0.8-1.5μA 配置复杂度 简单 复杂需要事件配置 适用场景 通用低功耗 超低功耗 快速响应