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本文主要解讀STM32低功耗模式的機制，并不側(cè)重STM32低功耗的程序?qū)崿F(xiàn)，而且借助STM32固件庫實現(xiàn)STM32低功耗會變的非常簡單。
一、STM32芯片性能
使用芯片型號：stm32f030f4，CORTEX-M0.封裝TSSOP20.
運行模式：內(nèi)部時鐘（HSI），系統(tǒng)時鐘頻率采用48MHZ。
工作電壓：3.3V
芯片具體參數(shù)如下：
二、芯片功耗
功耗：
芯片工作模式：
工作模式：外設(shè)正常運行，內(nèi)核CPU及SRAM供電，未使用外設(shè)的時鐘默認關(guān)閉。
睡眠模式：只有CPU停止工作，各個外設(shè)正常工作，依靠任何中斷/事件喚醒。
停機模式：1.8V供電區(qū)域時鐘被停止，內(nèi)部HSI，PLL，外部時鐘HSE均關(guān)閉，同時電壓檢測器也可進入低功耗模式，但SRAM和寄存器不斷電，此時只能依靠外部中斷（EXTI）和RTC時鐘才能喚醒。
待機模式：1.8V供電區(qū)域被時鐘停止，內(nèi)部HSI，PLL，外部時鐘HSE均關(guān)閉，同時電壓檢測器也可進入低功耗模式，SRAM和不屬于待機電路的寄存器也被斷電關(guān)閉，此時即使是外部中斷（EXTI）也不能將其喚醒，只能通過復位（外部復位，看門狗復位）、喚醒引腳、RTC時鐘來喚醒。
注意：無論是在停止模式還是待機模式下，RTC和IWDG及其時鐘源不會被關(guān)閉。
各個模式功耗：
功耗計算方式：功耗=工作電壓*工作電流。
I/O模塊損耗：
靜態(tài)損耗：
內(nèi)部上下拉電阻損耗：這部分損耗主要取決于內(nèi)部電阻的大小，一般為了降低內(nèi)部電阻損耗常常需要降低電阻兩端電壓，若引腳為低電壓則采用下拉電阻，若引腳為高電壓則采用上拉電阻。
I/O額外損耗：當引腳設(shè)為輸入I/O時，用來區(qū)分電壓高低的斯密特觸發(fā)器電路會產(chǎn)生一部分消耗，為此可將引腳設(shè)為模擬輸入模式。
動態(tài)損耗：對于懸浮的引腳，由于其電壓不穩(wěn)定會產(chǎn)生外部電磁干擾和損耗，因此必須把懸浮引腳設(shè)為模擬模式或輸出模式，引腳電壓的切換會對外部和內(nèi)部電容負載產(chǎn)生動態(tài)損耗，其損耗與電壓切換頻率和負載電容有關(guān)。具體損耗值如下：
三、CORTEX-M0低功耗功能、指令、相關(guān)寄存器
CORREX內(nèi)核支持低功耗模式有2種：
睡眠模式：CPU時鐘停止，對應STM32睡眠模式
深度睡眠模式：系統(tǒng)時鐘停止，PLL，F(xiàn)LASH關(guān)閉，對應STM32停機模式。
進入睡眠模式：
當CPU處理完中斷后軟件必須能使其進入睡眠模式，當CPU執(zhí)行WFI指令，其將會立即進入睡眠模式，當異常產(chǎn)生或中斷被掛起時，其立即被喚醒。
當CPU執(zhí)行WFE指令時，它首先會檢查對應的事件標志位，當事件標志寄存器為0時進入睡眠模式，否則將寄存器事件標志清0并繼續(xù)執(zhí)行程序。事件標志可由外部事件標志或SEV指令產(chǎn)生。
返回方式：通過設(shè)置內(nèi)核SCB寄存器的Sleep-on-exit位，可以選擇系統(tǒng)被喚醒執(zhí)行完中斷服務程序后進入主線程模式后是否立即進入睡眠模式。
從睡眠中喚醒：
WFI喚醒或sleep-on-exit：
一般來說，使能的異?？梢詥拘褍?nèi)核。對于一些系統(tǒng)，在喚醒后執(zhí)行中斷處理程序前需要先執(zhí)行重新恢復的任務，則首先需要屏蔽所有中斷（PRIMASK=1），中斷發(fā)生后內(nèi)核被喚醒但不執(zhí)行中斷處理，待執(zhí)行完恢復任務后再將PRIMASK設(shè)為0，此后執(zhí)行中斷處理任務。
WFE喚醒：
使能異?？梢詥拘褍?nèi)核。外部事件或SEV指令發(fā)送的事件也可喚醒內(nèi)核。
注意：當SCR的SEVONPEND設(shè)置為1時，任何使能/非使能中斷或事件都可喚醒內(nèi)核。
中斷喚醒控制器（WIC）：
WIC只有在SCR寄存器DEEPSLEEP位設(shè)為1時才能使能，WIC不可編程也沒有相關(guān)的控制寄存器，它僅與硬件信號有關(guān)，當進入深睡眠時內(nèi)核大部分模塊被關(guān)閉，系統(tǒng)計數(shù)器也被關(guān)閉，因此當內(nèi)核被喚醒時需要較多的時間恢復到睡眠前的狀態(tài)并處理中斷。
外部事件輸入：可在WFE模式下喚醒內(nèi)核。
相關(guān)指令：
WFE等待事件，若無事件則睡眠，中斷、事件喚醒
WFI等待中斷，立即進入睡眠，中斷喚醒
SEV軟件發(fā)送一個事件，在核系統(tǒng)中可喚醒另一個內(nèi)核。
由指令對應的C語言接口：
//core_cmInstr.h
void__WFI（void）//WaitforInterrupt
void__SEV（void）//SendEvent
相關(guān)寄存器：
SCR寄存器：
SEVONPEND：
0：只有使能的中斷或事件才能喚醒內(nèi)核。
1：任何中斷和事件都可以喚醒內(nèi)核。
SLEEPDEEP：
0：低功耗模式為睡眠模式。
1：進入低功耗時為深度睡眠模式。
SLEEPONEXIT：
0：被喚醒進入線程模式后不再進入睡眠模式。
1：被喚醒后執(zhí)行完相應的中斷處理函數(shù)后進入睡眠模式。
四、STM32時鐘管理
運行模式下可通過關(guān)閉和降低相關(guān)外設(shè)的時鐘頻率來減少功耗。
APB外設(shè)時鐘和DMA時鐘可用軟件禁止。
睡眠模式停止CPU時鐘。在CPU睡眠中存儲器接口時鐘（Flash和RAM接口）可被停止。當連接到APB所有外設(shè)的時鐘禁止后，當進入睡眠期間AHB到APB橋時鐘由CPU的硬件關(guān)閉。
CPU進入停止模式時停止V18域、PLL、HSI、HSI14和HSE振蕩器的時鐘。
HDMICEC，USART1和I2C1即使在MCU進入停止模式下仍有能力打開HIS振蕩器（假如HIS被選為這些外設(shè)的時鐘）。
在LSE振蕩器已使能的情況下，HDMICEC和USART1當在系統(tǒng)進入停止模式下也可由LSE振蕩器驅(qū)動（假如LSE被選為這些外設(shè)時鐘）。但是這些外設(shè)沒有打開LSE振蕩器的能力。
CPU進入待機模式時停止V18域、PLL、HSI、HSI14和HSE振蕩器的時鐘。
當設(shè)置DBGMCU_CR寄存器中的DBG_STOP或DBG_STANDBY位，那么CPU在相應的深度睡眠模式下也可以具有調(diào)試功能。
當系統(tǒng)由中斷（停止模式）或復位（待機模式）喚醒后，HSI振蕩器被選為系統(tǒng)時鐘（不管進入停止模式或待機模式前選用的是何種時鐘）。
假如當前正在進行閃存編程，只有在閃存編程全部完成之后才會進入深度睡眠模式（深度睡眠延后）。若當前正在使用APB域，那么只有全部完成APB域的操作后才進入深度睡眠模式。
五、STM32低功耗設(shè)置
STM32工作模式主要有運行、睡眠、停止、待機4種模式。
供電框圖
由上圖可以看到整個STM32芯片的供電圖，模擬電路部分采用VDDA獨立供電，各個部分可以獨立被關(guān)斷或開啟。備份電路部分由電池供電，主要有RTC時鐘及相關(guān)的備份寄存器，VDD掉電后可由電池供電，對于沒有VBAT引腳的芯片，其電源直接與VDD相連。核心部分分為1.8V工作域和VDD工作域，1.8V工作域主要有內(nèi)核、存儲、外設(shè)部分，VDD供電域主要有I/O、待機電路（喚醒電路，獨立看門狗）、電壓調(diào)節(jié)器（VoltageRegulator）。
電壓調(diào)節(jié)器
器件復位后電壓調(diào)節(jié)器總是打開著的，其根據(jù)應用模式有三種不同的工作模式。
運行模式：調(diào)節(jié)器以全功耗模式為域（內(nèi)核，內(nèi)存和數(shù)字外設(shè)）提供1.8V電源。
停止模式：調(diào)節(jié)器以低功耗模式為保持寄存器及SRAM數(shù)據(jù)部分域提供1.8V的電源。
待機模式：調(diào)節(jié)器斷電，除了待機電路及備份域電路外，寄存器和SRAM的內(nèi)容全部丟失。
相關(guān)寄存器介紹：
1，cortex-mo中的SCR寄存器
SEVONPEND：
0：只有使能的中斷或事件才能喚醒內(nèi)核。
1：任何中斷和事件都可以喚醒內(nèi)核。
SLEEPDEEP：
0：低功耗模式為睡眠模式。
1：進入低功耗時為深度睡眠模式。
SLEEPONEXIT：
0：被喚醒進入線程模式后不再進入睡眠模式。
1：被喚醒后執(zhí)行完相應的中斷處理函數(shù)后進入睡眠模式。
2，電源控制寄存器PWR_CR
其中與低功耗有關(guān)的控制位：
CSBF：清除待機標志，該位始終讀出為0，寫1清除待機標志。
CWUF：清除喚醒標志，該位始終讀出為0。寫1清除喚醒標志。
PDDS：掉電深睡眠
0：當CPU進入深睡眠時進入停機模式，調(diào)壓器的狀態(tài)由LPDS位控制。
1：當CPU進入深睡眠時進入待機模式。
LPDS：深睡眠下的低功耗
0：在停機模式下電壓調(diào)節(jié)器開啟
1：在停機模式下電壓調(diào)節(jié)器處于低功耗模式
3，電源控制/狀態(tài)寄存器（PWR_CSR）
EWUP2/EWUP1：使能WKUP2或EWUP1引腳。
0:WKUP1/2引腳作為通用IO口。WKUP1引腳上的事件不能將CPU從待機模式喚醒。
1:WKUP1/2引腳用于將CPU從待機模式喚醒，WKUP1引腳被強置為輸入下拉的配置（WKUP1引腳上的上升沿將系統(tǒng)從待機模式喚醒）。
SBF：待機標志
該位由硬件設(shè)置，只能設(shè)置電源控制寄存器PWR_CR的CSBF位清除。
0：系統(tǒng)不在待機模式
1：系統(tǒng)進入待機模式
WUF：喚醒標志
由硬件設(shè)置，只能設(shè)置電源控制寄存器PWR_CR的CWUF位清除。
0：沒有喚醒事件發(fā)生
1：從WKUP或RTC鬧鐘產(chǎn)生一個喚醒事件
注意：當WKUP引腳已經(jīng)是高電平時，在（通過設(shè)置EWUP位）使能WKUP引腳時，會檢測到一個額外喚醒的事件。
低功耗模式的進入與退出問題
1、睡眠模式
進入睡眠模式：
當STM32在運行狀態(tài)時，執(zhí)行WFI或WFE指令可進入睡眠模式。
條件：SLEEPDEEP=0，設(shè)為睡眠模式。此時CPU時鐘被停止。
若令被喚醒的STM32執(zhí)行完中斷處理任務后進入睡眠模式，則可將SLEEPONEXIT設(shè)為1.
退出睡眠模式：
執(zhí)行WFI指令進入睡眠，可通過使能中斷喚醒。執(zhí)行WFE指令進入睡眠可由事件喚醒，CPU時鐘打開。產(chǎn)生事件的兩種方式：
配置一個外部或內(nèi)部EXTI線做為事件模式。
工商網(wǎng)監(jiān)
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