本文我們來學(xué)習(xí)下STM32的待機(jī)喚醒功能。要實(shí)現(xiàn)的功能是：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) D1 指示燈閃爍，5 秒后進(jìn)入待機(jī)模式，D1 指示燈熄滅，同時(shí)串口 printf輸出相關(guān)提示信息，可通過 K_UP 按鍵實(shí)現(xiàn)喚醒。學(xué)習(xí)本內(nèi)容可以參考《STM32F10x中文參考手冊》-4 電源控制器（PWR）章節(jié)。

STM32低功耗模式介紹

很多單片機(jī)具有低功耗模式，比如 MSP430、STM8L等。我們的STM32也不例外，相關(guān)文章：STM32低功耗模式。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)復(fù)位或上電復(fù)位后，微控制器進(jìn)入運(yùn)行模式。在運(yùn)行模式下，HCLK 為 CPU 提供時(shí)鐘，并執(zhí)行程序代碼。當(dāng) CPU 不需繼續(xù)運(yùn)行（例如等待外部事件）時(shí)，可以利用多種低功耗模式來節(jié)省功耗。用戶需要根據(jù)最低電源消耗、最快速啟動(dòng)時(shí)間和可用的喚醒源等條件，選定一個(gè)最佳的低功耗模式。

當(dāng)然在運(yùn)行模式下，也可以通過如下方式降低功耗：

（1）降低系統(tǒng)時(shí)鐘速度

（2）不使用 APBx 和 AHB 外設(shè)時(shí)，將對應(yīng)的外設(shè)時(shí)鐘關(guān)閉

STM32 提供了 3 種低功耗模式，以達(dá)到不同層次的降低功耗的目的，這三種模式如下：

（1）睡眠模式（ CM3 內(nèi)核停止工作，外設(shè)仍在運(yùn)行）

（2）停止模式（所有時(shí)鐘都停止）

（3）待機(jī)模式（ 1.8 V 內(nèi)核電源關(guān)閉）

這三種模式所需的功耗是逐級遞減，也就是說待機(jī)模式功耗是最低的。三種低功耗模式匯總表如下圖所示：

我們僅對 STM32 的待機(jī)模式進(jìn)行介紹，其他 2 種模式可以參考《STM32F10x 中文參考手冊》-4電源控制器（PWR）章節(jié)，里面有詳細(xì)的介紹。

（1）待機(jī)模式

在睡眠模式中，僅關(guān)閉了內(nèi)核時(shí)鐘，內(nèi)核停止運(yùn)行，但其片上外設(shè)， CM3 核心的外設(shè)全都照常運(yùn)行。在停止模式中，進(jìn)一步關(guān)閉了其它所有的時(shí)鐘，于是所有的外設(shè)都停止了工作，但由于其 1.8V 區(qū)域的部分電源沒有關(guān)閉，還保留了內(nèi)核的寄存器、內(nèi)存的信息，所以從停止模式喚醒，并重新開啟時(shí)鐘后，還可以從上次停止處繼續(xù)執(zhí)行代碼。在待機(jī)模式中， 它除了關(guān)閉所有的時(shí)鐘， 還把 1.8V 區(qū)域的電源也完全關(guān)閉了，也就是說，從待機(jī)模式喚醒后，由于沒有之前代碼的運(yùn)行記錄，只能對芯片復(fù)位，重新檢測 BOOT 條件，從頭開始執(zhí)行程序。低功耗開發(fā)相關(guān)文章：STM32低功耗開發(fā)時(shí)，需要注意的GPIO配置問題。

那么我們?nèi)绾芜M(jìn)入待機(jī)模式呢？其實(shí)很簡單，只要按下圖所示待機(jī)模式進(jìn)入與退出步驟的步驟執(zhí)行就可以了。

上圖還列出了退出待機(jī)模式的操作，當(dāng)檢測到外部復(fù)位（NRST 引腳）、

IWDG 復(fù)位、 WKUP 引腳上升沿、 RTC 鬧鐘事件的上升沿時(shí)，微控制器退出待機(jī)模式。本文我們是通過 WKUP 引腳（PA0）上升沿來退出待機(jī)模式，當(dāng)然也可以直接通過芯片復(fù)位管腳 NRST退出。

從待機(jī)模式喚醒后，除了電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)，所有的寄存器豆被復(fù)位，程序?qū)凑諒?fù)位（啟動(dòng)引腳采樣、復(fù)位向量已獲取等）后的方式重新執(zhí)行。電源控制/狀態(tài)寄存器(PWR_CSR)將會(huì)指示內(nèi)核由待機(jī)狀態(tài)退出。

在進(jìn)入待機(jī)模式后，除了復(fù)位引腳以及被設(shè)置為防侵入或校準(zhǔn)輸出時(shí)的

TAMPER （PC13）引腳和被使能的喚醒引腳（ WK_UP 腳（PA0）），其他的 IO 引腳都將處于高阻態(tài)。

由于篇幅限制，本文并沒有對待機(jī)模式相關(guān)寄存器進(jìn)行介紹，大家可以參考《STM32F10x 中文參考手冊》-4 電源控制器（PWR）章節(jié)，里面有詳細(xì)的講解。如果看不懂的可以暫時(shí)放下，因?yàn)槲覀兪褂玫氖菐旌瘮?shù)開發(fā)。

待機(jī)模式配置步驟

接下來我們介紹下如何使用庫函數(shù)進(jìn)入和退出待機(jī)模式。這個(gè)也是在編寫程序中必須要了解的。

具體步驟如下：（電源管理相關(guān)庫函數(shù)在 stm32f10x_pwr.c和 stm32f10x_pwr.h 文件中）

（1）使能電源時(shí)鐘

因?yàn)榈凸哪Ｊ绞峭ㄟ^ STM32 電源（PWR）系統(tǒng)進(jìn)行管理的，所以需要使能電源時(shí)鐘，調(diào)用的庫函數(shù)為：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能 PWR 外設(shè)時(shí)鐘

（2）設(shè)置 WK_UP 引腳為喚醒源

待機(jī)喚醒方式有很多種，我們選擇 WK_UP 引腳（PA0）上升沿來退出待機(jī)模式。在庫函數(shù)中，設(shè)置使能 WK_UP 用于喚醒 CPU 待機(jī)模式的函數(shù)是：

PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);

因?yàn)榘存I K_UP 連接在PA0 管腳上，并且是高電平有效，這樣一來就可以使用 K_UP按鍵來退出待機(jī)模式。

（3）進(jìn)入待機(jī)模式

進(jìn)入待機(jī)模式， 首先要設(shè)置 SLEEPDEEP 位 （ 詳見 《 Cortex M3 權(quán)威指南(中文)》 ， chpt13 Cortex-M3 的其它特性--電源管理章節(jié)） ，接著我們通過 PWR_CR設(shè)置 PDDS 位，使得 CPU 進(jìn)入深度睡眠時(shí)進(jìn)入待機(jī)模式，最后執(zhí)行 WFI 指令開始進(jìn)入待機(jī)模式，并等待 WK_UP 中斷的到來。整個(gè)操作可以通過一個(gè)庫函數(shù)完成，如下：

PWR_EnterSTANDBYMode();//進(jìn)入待機(jī)模式

通常在進(jìn)入待機(jī)模式前，我們會(huì)清除喚醒標(biāo)志，以等待下次進(jìn)入。清除喚醒標(biāo)志庫函數(shù)為：

PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 標(biāo)志

以上幾步全部配置好后，我們就可以正常進(jìn)入待機(jī)模式了，并且可以通過按鍵 K_UP或者復(fù)位按鍵喚醒。

特別提醒下，如果學(xué)到 RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，需要進(jìn)入待機(jī)模式，如果使能了 RTC 鬧鐘中斷的時(shí)候，進(jìn)入待機(jī)模式前，必須按如下操作處理：

1.禁止 RTC 中斷（ ALRAIE、 ALRBIE、 WUTIE、 TAMPIE 和 TSIE 等）。

2.清零對應(yīng)中斷標(biāo)志位。

3.清除 PWR 喚醒(WUF)標(biāo)志（通過設(shè)置 PWR_CR 的 CWUF 位實(shí)現(xiàn)）。

4.重新使能 RTC 對應(yīng)中斷。

5.進(jìn)入低功耗模式。

本實(shí)驗(yàn)使用到硬件資源如下：

（1）D1 指示燈

（2）串口 1

（3）K_UP 按鍵

D1指示燈、K_UP 按鍵、串口 1 電路在前面章節(jié)都介紹過，這里不多說。D1指示燈用來提示系統(tǒng)正常運(yùn)行，K_UP 按鍵用來喚醒待機(jī)模式，串口 1 用來輸出提示信息。

所要實(shí)現(xiàn)的功能是：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) D1 指示燈閃爍，5 秒后進(jìn)入待機(jī)模式，D1 指示燈熄滅，同時(shí)串口 printf 輸出相關(guān)提示信息，通過 K_UP 按鍵實(shí)現(xiàn)喚醒。

程序框架如下：

（1）配置進(jìn)入與退出待機(jī)模式

（2）編寫主函數(shù)

前面介紹待機(jī)模式配置步驟時(shí)，就已經(jīng)講解如何配置。下面我們打開“待機(jī)喚醒實(shí)驗(yàn)”工程，在 APP 工程組中可以看到添加了wkup.c文件（里面包含了待機(jī)模式驅(qū)動(dòng)程序），在 StdPeriph_Driver 工程組中添加了 stm32f10x_pwr.c 庫文件。電源系統(tǒng)管理相關(guān)操作的庫函數(shù)都放在stm32f10x_pwr.c 和 stm32f10x_pwr.h 文件中，所以使用到電源系統(tǒng)管理就必須加入 stm32f10x_pwr.c 文件，同時(shí)還要包含對應(yīng)的頭文件路徑。

這里我們分析幾個(gè)重要函數(shù)，其他部分程序大家可以打開工程查看。

待機(jī)模式配置函數(shù)

要讓系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)模式，我們必須對它進(jìn)行配置。進(jìn)入待機(jī)模式代碼如下：

/****************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Enter_Standby_Mode
* 函數(shù)功能 : 進(jìn)入待機(jī)模式
* 輸 入 : 無
* 輸 出 : 無
*****************************************************************/
void Enter_Standby_Mode(void)
{
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//使能 PWR 外設(shè)時(shí)鐘
  PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除 Wake-up 標(biāo)志
  PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//使能喚醒管腳 使能或者失能喚醒管腳功能
  PWR_EnterSTANDBYMode();//進(jìn)入待機(jī)模式
}

該函數(shù)首先使能電源PWR時(shí)鐘，然后清除喚醒標(biāo)志位，并使能 WK_UP管腳為喚醒方式，最后進(jìn)入待機(jī)模式。這一過程在前面步驟介紹中已經(jīng)提了。

主函數(shù)

配置待機(jī)模式后，我們就可以編寫主函數(shù)，代碼如下：

/****************************************************************
* 函 數(shù) 名 : main
* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)
* 輸 入 : 無
* 輸 出 : 無
*****************************************************************/
int main()
{
  SysTick_Init(72);
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中斷優(yōu)先級分組 分2 組
  LED_Init();
  USART1_Init(9600);
  while(1)
  {
    printf("time: 5rn");
    led1=0;
    delay_ms(1000); //隔 1 秒顯示計(jì)數(shù)
    printf("time: 4rn");
    led1=1;
    delay_ms(1000);
    printf("time: 3rn");
    led1=0;
    delay_ms(1000);
    printf("time: 2rn");
    led1=1;
    delay_ms(1000);
    printf("time: 1rn");
    led1=0;
    delay_ms(1000);
    printf("進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)模式rn");
    Enter_Standby_Mode();
  }
}

主函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能很簡單，首先調(diào)用之前編寫好的硬件初始化函數(shù)，包括

SysTick 系統(tǒng)時(shí)鐘，中斷分組，LED 初始化等。然后進(jìn)入 while 循環(huán)，每間隔一秒讓 printf 輸出一個(gè)信息，同時(shí)指示燈狀態(tài)發(fā)生變化。倒計(jì) 5 秒鐘后，調(diào)用函數(shù) Enter_Standby_Mode進(jìn)入待機(jī)模式，此時(shí)指示燈熄滅。

將工程程序編譯后下載到開發(fā)板內(nèi)，可以看到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) D1 指示燈不斷閃爍，5 秒鐘后進(jìn)入待機(jī)模式，此時(shí) D1 指示燈熄滅。當(dāng)按下 K_UP 按鍵或復(fù)位按鍵時(shí)，待機(jī)模式被喚醒，系統(tǒng)重新運(yùn)行，同時(shí)串口打印提示信息。如果想在串口調(diào)試助手上看到輸出信息，可以打開“串口調(diào)試助手”，首先勾選下標(biāo)號 1 DTR 框，然后再取消勾選。這是因?yàn)榇舜谥謫?dòng)時(shí)會(huì)把系統(tǒng)復(fù)位住， 通過 DTR 狀態(tài)切換下即可。然后設(shè)置好波特率等參數(shù)后，串口助手上即會(huì)收到 printf發(fā)送過來的信息。（串口助手上先勾選下標(biāo)號1 DTR框，然后再取消勾選）如下圖所示。

實(shí)驗(yàn)說明：下載待機(jī)喚醒實(shí)驗(yàn)程序后，若使用普中 ARM 仿真器下載其他的程序會(huì)出現(xiàn)報(bào)警，這是因?yàn)樘幱诘凸哪Ｊ綍r(shí)，所有外設(shè)時(shí)鐘都已關(guān)閉，所以需要在下載程序前先復(fù)位下系統(tǒng)。

來源：STM32嵌入式開發(fā)
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審核編輯 黃宇