《MiniPRO H750开发指南》第二十九章 低功耗实验（下）

正点原子运营

第二十九章 低功耗实验

1）实验平台：正点原子MiniPro STM32H750开发板

2) 章节摘自【正点原子】MiniPro STM32H750 开发指南_V1.1

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?id=677017430560

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32h750_minipro.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）MiniPro STM32H750技术交流QQ群:170313895





29.4 停止模式实验

本小节我们来学习停止模式实验，该部分的知识点内容请回顾29.1.23电源管理。我们直接从寄存器介绍开始。

29.4.1 PWR寄存器

本实验我们用到外部中断来唤醒停止模式。我们用到WFI指令进入停止模式，这个后面会讲，进入停止模式后，使用外部中断唤醒。外部中断部分内容参照睡眠模式即可，都是共用同样的配置。

下面主要介绍PWR_CR1和PWR_CPUCR寄存器相关位。

l  PWR控制寄存器 1（PWR_CR1）

PWR的控制寄存器1描述如图29.4.1.1所示：

图29.4.1.1 PWR_CR1寄存器

进入停止模式，我们设置稳压器为低功耗模式，等待中断唤醒，所以位LPDS置1。

l  PWR CPU控制寄存器（PWR_CPUCR）

PWR CPU控制寄存器描述如图29.4.1.2所示：

图29.4.1.2 PWR_CPUCR寄存器

位PDDS_D1~ PDDS_D3都设置为0，保持D1/D2/D3进入深度睡眠后，进入停止模式。在设置该寄存器前，我们要使能系统控制寄存器SCR的位2（SLEEPDEEP），该位置1，该寄存器在M7内核手册。然后在停止模式后，关闭SLEEPDEEP位。

29.4.2 硬件设计
1. 例程功能

LED0闪烁，表明代码正在运行。按下按键KEY0后，LED1点亮，提示进入停止模式，此时LED0不再闪烁，说明已经进入停止模式。按下按键WK_UP后，LED1熄灭，提示退出停止模式，此时LED0继续闪烁，说明已经退出停止模式。

2. 硬件资源

1）RGB灯

    RED : LED0 - PB4

GREEN : LED1 - PE6

2）独立按键  

KEY0 - PA1

WK_UP - PA0

3）电源管理(低功耗模式 – 停止模式)

4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)

3. 原理图

PWR属于STM32H750的内部资源，只需要软件设置好即可正常工作。我们通过KEY0让CPU进入停止模式，再通过WK_UP 触发EXTI中断来唤醒CPU。LED0指示程序是否执行，LED1指示CPU是否进入停止模式。

29.4.3 程序设计
29.4.3.1 PWR的HAL库驱动

1.HAL_PWR_EnterSTOPMode函数

进入停止模式函数，其声明如下：

1. void HAL_PWR_EnterSTOPMode(uint32_t Regulator, uint8_t STOPEntry);

复制代码

l  函数描述：

用于设置CPU进入停止模式。

l  函数形参：

形参1指定稳压器在停止模式下的状态。有两个选择，PWR_MAINREGULATOR_ON表示稳压器处于主模式，PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON表示稳压器处于低功耗模式。对应的是PWR_CR1寄存器的LPDS位的设置。

形参2指定用WFI还是WFE指令进入停止模式。有两个选择，PWR_STOPENTRY_WFI表示使用WFI指令，PWR_STOPENTRY_WFE表示使用WFE指令。我们选择前者，不了解这两种指令的区别，请问度娘。

l  函数返回值：

无

停止模式配置步骤

1）配置唤醒停止模式的方式

这里我们用外部中断的方式唤醒停止模式，所以这里需要配置一个外部中断功能，我们用WK_UP按键作为中断触发源，接下来就是配置PA0（连接按键WK_UP）。

通过__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE函数使能GPIOA的时钟。

通过HAL_GPIO_Init函数配置PA0为上升沿触发检测的外部中断模式，开启下拉电阻等。

通过HAL_NVIC_EnableIRQ函数使能EXTI0中断。

通过HAL_NVIC_SetPriority函数设置中断优先级。

编写EXTI0_IRQHandle中断函数，在中断服务函数中调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。

最后编写HAL_GPIO_EXTI_Callback回调函数。由于前面已经介绍过外部中断的配置步骤，这里就介绍到这里，详见本例程源码。

2）进入CPU停止模式

通过sys_stm32_clock_init函数降频。降低性能前，应先减小系统频率，再更改电压调节。

通过HAL_PWR_EnterSTOPMode函数进入停止模式。

3）通过按下按键触发外部中断唤醒睡眠模式

在本实验中，通过按下KEY0按键进入停止模式，然后通过按下WK_UP按键触发外部中断唤醒停止模式。

29.4.3.2 程序流程图

图29.4.3.2.1停止模式实验程序流程图

29.4.3.3 程序解析

这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。PWR驱动源码包括两个文件：pwr.c和pwr.h。

首先看pwr.h头文件，因为我们还是用到WK_UP对应的外部中断线来唤醒停止模式的CPU，pwr.h头文件的WK_UP按键对应的宏定义我们也是用到的，上个实验已经讲过，这里不再赘述。下面是pwr.c文件，WK_UP按键的相关函数我们还是用上个实验的，我们主要介绍进入停止模式函数，其定义如下：

1. /**
   
2. *@brief        进入停止模式
   
3. *@param        无
   
4. *@retval       无
   
5. */
   
6. voidpwr_enter_stop(void)
   
7. {
   
8.    sys_stm32_clock_init(200, 2, 2, 4); /* 设置时钟,400Mhz，降频 */
   
9.     /* 当SVOS3进入停止模式时，设置稳压器为低功耗模式，等待中断唤醒 */
   
10.    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
    
11. }

复制代码

该函数首先是调用sys_stm32_clock_init函数重新设置系统时钟频率，降频到400MHZ。然后调用HAL_PWR_EnterSTOPMode函数进入停止模式，形参1选择PWR_LOWPOWERREGU LATOR_ON表示设置稳压器为低功耗模式，形参2则是选择WFI指令。这里我们不再需要像睡眠模式实验一样要暂停滴答时钟，因为滴答时钟中断无法唤醒停止模式，只有外部中断可以唤醒。

最后在main.c里面编写如下代码：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t t = 0;
   
4. uint8_t key = 0;
   
5.    sys_cache_enable();                       /* 打开L1-Cache */
   
6.    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
   
7.    sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);     /* 设置时钟, 480Mhz */
   
8.    delay_init(480);                           /* 延时初始化 */
   
9.    usart_init(115200);                       /* 串口初始化为115200 */
   
10.    mpu_memory_protection();                  /* 保护相关存储区域 */
    
11.    led_init();                                 /* 初始化LED */
    
12.    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    
13.    key_init();                                 /* 初始化按键 */
    
14.    pwr_wkup_key_init();                      /* 唤醒按键初始化 */
    
15.    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
16.    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "STOPTEST", RED);
    
17.    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
18.    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:EnterSTOP MODE", RED);
    
19.    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "KEY_UP:ExitSTOP MODE", RED);
    
20.     while (1)
    
21.     {
    
22.        key = key_scan(0);
    
23.        if (key == KEY0_PRES)
    
24.        {
    
25.            LED1(0);    /* 点亮绿灯,提示进入停止模式 */
    
26.            pwr_enter_stop(); /* 进入停止模式 */
    
27.            /* 从停止模式唤醒, 需要重新设置系统时钟, 480Mhz */
    
28.            sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);
    
29.            LED1(1);            /* 关闭绿灯,提示退出停止模式 */
    
30.        }
    
31.        if ((t % 20) == 0)
    
32.        {
    
33.            LED0_TOGGLE();      /* 每200ms,翻转一次LED0 */
    
34.        }
    
35.        delay_ms(10);
    
36.        t++;
    
37.     }
    
38. }

复制代码

该部分程序，功能就是按下KEY0后，点亮LED1、暂停滴答时钟并进入停止模式。然后一直等待外部中断唤醒，当按下按键WK_UP，就触发外部中断，停止模式就被唤醒，然后继续执行后面的程序，重新设置系统时钟480MHZ，关闭LED1等。

29.4.4 下载验证

下载代码后，LED0闪烁，表明代码正在运行。按下按键KEY0后，LED1点亮，提示进入停止模式，此时LED0不再闪烁，说明已经进入停止模式。按下按键WK_UP后，LED1熄灭，提示退出停止模式，此时LED0继续闪烁，说明已经退出停止模式。

29.5 待机模式实验

本小节我们来学习待机模式实验，该部分的知识点内容请回顾29.1.23电源管理。我们直接从寄存器介绍开始。

29.5.1 PWR寄存器

本实验是先对相关的电源控制寄存器配置待机模式的参数，然后通过WFI指令进入待机模式，使用特定唤醒源WKUP引脚来唤醒待机模式。

下面主要介绍本实验用到的几个寄存器。

l  PWR唤醒使能和极性寄存器（PWR_WKUPEPR）

PWR唤醒使能和极性寄存器描述如图29.5.1.1所示：

图29.5.1.1 PWR_WKUPEPR寄存器

本章，我们使用PA0的上升沿来唤醒MCU，PA0对应的WKUP源为：WKUP1，因此，对于PWR_WKUPEPR寄存器，我们需要设置的位如下：

1，设置WKUPEN1位为1，使能WKUP1的唤醒功能。

2，设置WKUPPP1位为0，选择上升沿唤醒。

3，设置WKUPPUPD1[1:0]位为2，选择使用下拉电阻，以保持WKUP1脚的低电平状态。

根据这三个步骤，设置好PWR_WKUPEPR寄存器，就可以设置PA0引脚的上升沿唤醒MCU了。

l  PWR唤醒清除寄存器（PWR_WKUPCR）

PWR唤醒清除寄存器描述如图29.5.1.2所示：

图29.5.1.2 PWR_WKUPCR寄存器

该寄存器我们只关心WKUPC1位，设置WKUPC1为1，可以清除PA0的唤醒标志位。

l  PWR CPU控制寄存器（PWR_CPUCR）

PWR CPU控制寄存器描述如图29.5.1.3所示：

图29.5.1.3 PWR_CPUCR寄存器

该寄存器我们只需要关心最低3个位，分别用于设置在D1域、D2域和D3域进入深度睡眠模式时，允许待机模式，已达到最低功耗的目的。所以这三个位都要设置为1。

l  系统控制寄存器（SCB_SCR）

系统控制寄存器描述如图29.5.1.4所示：

   

图29.5.1.4 SCB_SCR寄存器

该寄存器我们只关心：SLEEPDEEP位，要进入待机模式，我们必须设置该位为1。

29.5.2 硬件设计
1. 例程功能

LED0闪烁，表明代码正在运行。按下按键KEY0后，进入待机模式。待机模式下大部分引脚处于高阻态，所以说这时候LED0会熄灭，TFTLCD屏熄灭。按下按键WK_UP后，退出待机模式（相当于复位操作），程序重新执行，LED0继续闪烁，TFTLCD屏点亮。

2. 硬件资源

1）RGB灯

    RED : LED0 - PB4

2）独立按键  

KEY0 - PA1

WK_UP - PA0

3）电源管理(低功耗模式 – 待机模式)

4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)

3. 原理图

PWR属于STM32H750的内部资源，只需要软件设置好即可正常工作。我们通过KEY0让CPU进入待机模式，再通过WK_UP上升沿触发唤醒CPU。LED0指示程序是否执行。

29.5.3 程序设计
29.5.3.1 PWR的HAL库驱动

1.HAL_PWR_EnableWakeUpPin函数

使能唤醒引脚函数，其声明如下：

1. void HAL_PWR_EnableWakeUpPin(uint32_t WakeUpPinPolarity);

复制代码

l  函数描述：

用于使能唤醒引脚，实际上该函数设置PWR唤醒使能和极性寄存器（PWR_WKUPEPR）的位[5:0]和位[13:8]。

l  函数形参：

形参1取值范围：PWR_WAKEUP_PIN1_HIGH~ PWR_WAKEUP_PIN6_HIGH（等同于PWR_WAKEUP_PIN1~PWR_WAKEUP_PIN6）、PWR_WAKEUP_PIN1_LOW~ PWR_WAKEUP_PIN6_LOW。

l  函数返回值：无

l  注意事项：

禁止某个唤醒引脚使用的函数如下：

1. void HAL_PWR_DisableWakeUpPin(uint32_t WakeUpPinPolarity);

复制代码

2.HAL_PWR_EnterSTANDBYMode函数

进入待机模式函数，其声明如下：

1. void HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(void);

复制代码

l  函数描述：

用于使CPU进入待机模式，进入待机模式，首先要设置SLEEPDEEP位，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唤醒的到来。

l  函数形参：无

l  函数返回值：无

待机模式配置步骤

1）进入CPU待机模式

在进入待机模式之前我们需要做一些准备，比如：关闭RTC相关中断、清除RTC相关中断标志位等一些操作，只是防止RTC中断唤醒。这里就不细讲，详见本例程源码。

通过__HAL_PWR_CLEAR_FLAG函数清除唤醒标志位。

通过HAL_PWR_EnableWakeUpPin函数使能PA0的唤醒功能。

通过HAL_PWR_EnterSTANDBYMode函数进入待机模式。

2）通过按下WKUP引脚上升沿触发唤醒待机模式

在本实验中，通过按下KEY0按键进入待机模式，然后通过按下WK_UP按键（特定唤醒源）触发唤醒待机模式。

29.5.3.2 程序流程图

图29.4.3.2.1待机模式实验程序流程图

29.5.3.3 程序解析

这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。PWR驱动源码包括两个文件：pwr.c和pwr.h。

pwr.h头文件上的宏定义我们是没有用到的，这里我们使用的是特定唤醒源，与外部中断无关。下面是pwr.c文件，我们主要介绍进入待机模式函数，其定义如下：

1. /**
   
2. *@brief        进入待机模式
   
3. *@param        无
   
4. *@retval       无
   
5. */
   
6. voidpwr_enter_standby(void)
   
7. {
   
8.    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(PWR_WKUP_GPIO_PIN);   /* 清除WKUP上的中断标志位 */
   
9.    HAL_PWR_DisableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1_HIGH); /* 禁止唤醒 */
   
10.    __HAL_RCC_BACKUPRESET_FORCE();      /* 复位备份区域 */
    
11.    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();          /* 后备区域访问使能 */
    
12.    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB);
    
13.    __HAL_RTC_WRITEPROTECTION_DISABLE(&g_rtc_handle);  /* 关闭RTC写保护 */
    
14.    __HAL_RTC_WAKEUPTIMER_DISABLE_IT(&g_rtc_handle, RTC_IT_WUT);/*关RTC相关中断*/
    
15.    __HAL_RTC_TIMESTAMP_DISABLE_IT(&g_rtc_handle, RTC_IT_TS);
    
16.    __HAL_RTC_ALARM_DISABLE_IT(&g_rtc_handle, RTC_IT_ALRA | RTC_IT_ALRB);
    
17.     /* 清除RTC相关中断标志位 */
    
18.    __HAL_RTC_ALARM_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_ALRAF | RTC_FLAG_ALRBF);
    
19.    __HAL_RTC_TIMESTAMP_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_TSF);
    
20.    __HAL_RTC_WAKEUPTIMER_CLEAR_FLAG(&g_rtc_handle, RTC_FLAG_WUTF);
    
21.    __HAL_RCC_BACKUPRESET_RELEASE();                      /* 备份区域复位结束 */
    
22.    __HAL_RTC_WRITEPROTECTION_ENABLE(&g_rtc_handle);   /* 使能RTC写保护 */
    
23.    HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1_HIGH);     /* 使能WK_UP唤醒功能 */
    
24.    HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();                             /* 进入待机模式 */
    
25. }

复制代码

该函数首先是关闭RTC相关中断，清除RTC相关中断标志位。然后使能WKUP引脚上升沿来唤醒待机模式。最后调用HAL_PWR_EnterSTANDBYMode函数进入待机模式。

最后在main.c里面编写如下代码：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t t = 0;
   
4.     uint8_t key = 0;
   
5.    sys_cache_enable();                       /* 打开L1-Cache */
   
6.    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
   
7.    sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);     /* 设置时钟, 480Mhz */
   
8.    delay_init(480);                           /* 延时初始化 */
   
9.    usart_init(115200);                       /* 串口初始化为115200 */
   
10.    mpu_memory_protection();                  /* 保护相关存储区域 */
    
11.    led_init();                                 /* 初始化LED */
    
12.    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    
13.    key_init();                                 /* 初始化按键 */
    
14.    pwr_wkup_key_init();                      /* 唤醒按键初始化 */
    
15.    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
16.    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "STANDBYTEST", RED);
    
17.    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
18.    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:EnterSTANDBY MODE", RED);
    
19. lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "KEY_UP:Exit STANDBY MODE", RED);
    
20.     while (1)
    
21.     {
    
22.        key = key_scan(0);
    
23.        if (key == KEY0_PRES)
    
24.        {
    
25.            pwr_enter_standby();   /* 进入待机模式 */
    
26.            /* 从待机模式唤醒相当于系统重启(复位), 因此不会执行到这里 */
    
27.        }
    
28.        if ((t % 20) == 0)
    
29.        {
    
30.            LED0_TOGGLE();         /* 每200ms,翻转一次LED0 */
    
31.        }
    
32.        delay_ms(10);
    
33.        t++;
    
34.     }
    
35. }

复制代码

该部分程序，经过一系列初始化后，判断到KEY0按下就调用pwr_enter_standby函数进入待机模式，然后等待按下WK_UP按键进行唤醒。注意待机模式唤醒后，系统会进行复位。

29.5.4 下载验证

下载代码后，LED0闪烁，表明代码正在运行。按下按键KEY0后，TFTLCD屏熄灭，此时LED0不再闪烁，说明已经进入待机模式。按下按键WK_UP后，TFTLCD屏点亮，此时LED0继续闪烁，说明系统从待机模式中唤醒相当于复位。