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STM32电源管理—实现低功耗

article 2024/11/17 12:47:20

注： 本文是学习野火的指南针开发板过程的学习笔记，可能有误，详细请看B站野火官方配套视频教程（这个教程真的讲的很详细，请给官方三连吧）

在响应绿色发展的同时，在很多应用场合中都对电子设备的功耗要求非常苛刻，如某些传感器信息采集设备，仅靠小型的电池提供电源，要求工作长达数年之久，且期间不需要任何维护；由于智慧穿戴设备的小型化要求，电池体积不能太大导致容量也比较小，所以也很有必要从控制功耗入手，提高设备的续行时间。

 01 STM32的电源管理简介

STM32有专门的电源管理外设监控电源并管理设备的运行模式，确保系统正常运行，并尽量降低器件的功耗。

电源监控器：

STM32芯片主要通过引脚VDD从外部获取电源，在它的内部具有电源监控器用于检测VDD的电压，以实现复位功能及掉电紧急处理功能，保证系统可靠地运行。

1. 上电复位与掉电复位(POR与PDR)

POR、PDR功能是使用其电压阈值与外部供电电压VDD比较，当低于工作阈值时，会直接进入复位状态，这可防止电压不足导致的误操作

当检测到VDD的电压低于阈值VPOR及VPDR时（无需外部电路辅助）STM32芯片会自动保持在复位状态，防止因电压不足强行工作而带来严重的后果。在刚开始电压低于VPOR时(约1.92V)，STM32保持在上电复位状态(POR，Power On Reset)，当VDD电压持续上升至大于VPOR时，芯片开始正常运行，而在芯片正常运行的时候，当检测到VDD电压下降至低于VPDR阈值(约1.88V)，会进入掉电复位状态(PDR，Power Down Reset)。

2.可编程电压检测器PVD

STM32还提供了可编程电压检测器PVD，它也是实时检测VDD的电压

当检测到电压低于编程的VPVD阈值时，会向内核产生一个PVD中断(EXTI16线中断)以使内核在复位前进行紧急处理。该电压阈值可通过电源控制寄存器PWR_CSR设置。

使用PVD可配置8个等级，如下表。其中的上升沿和下降沿分别表示类似前面图中的VDD电压上升过程及下降过程的阈值：

阈值等级

条件

最小值

典型值

最大值

单位

级别0

上升沿

2.1

2.18

2.26

V

下降沿

2

2.08

2.16

V

级别1

上升沿

2.19

2.28

2.37

V

下降沿

2.09

2.18

2.27

V

级别2

上升沿

2.28

2.38

2.48

V

下降沿

2.18

2.28

2.38

V

级别3

上升沿

2.38

2.48

2.58

V

下降沿

2.28

2.38

2.48

V

级别4

上升沿

2.47

2.58

2.69

V

下降沿

2.37

2.48

2.59

V

级别5

上升沿

2.57

2.68

2.79

V

下降沿

2.47

2.58

2.69

V

级别6

上升沿

2.66

2.78

2.9

V

下降沿

2.56

2.68

2.8

V

级别7

上升沿

2.76

2.88

3

V

下降沿

2.66

2.78

2.9

V

 STM32的电源系统：

为了方便进行电源管理，STM32把它的外设、内核等模块跟据功能划分了供电区域，其内部电源区域划分如图：

  STM32的电源系统主要分为备份域电路、内核电路以及ADC电路三部分，介绍如下：

  • ADC电源及参考电压（VDDA供电区域）：
    为了提高转换精度，STM32的ADC配有独立的电源接口，方便进行单独的滤波。ADC的工作电源使用VDDA引脚输入，使用VSSA作为独立的地连接，VREF引脚则为ADC提供测量使用的参考电压。
  • 调压器供电电路（ V DD /1.8V 供电区域）：
    在 STM32 的电源系统中调压器供电的电路是最主要的部分，调压器为备份域及待机电路的所有数字电路供电，其中包括内核、数字外设以及 RAM ，调压器的输出电压约为 1.8V ，因而使用调压器供电的这些电路区域被称为 1.8V 域。
调压器可以运行在“运行模式”、“停止模式”以及“待机模式”。在运行模式下，1.8域全功率运行；在停止模式下 1.8V 域运行在低功耗状态，1.8V 区域的所有时钟都关闭，相应的外设都停止了工作，但它会保留内核寄存器以及 SRAM 的内容；在机模式下，整个 1.8V 域都断电，该区域的内核寄存器及 SRAM 内容都会丢失 (备区域的寄存器不受影响)。
  • 备份域电路（后备供电区域）：     
    STM32的LSE振荡器、RTC及备份寄存器这些器件被包含进备份域电路中，这部分的电路可以通过STM32的VBAT引脚获取供电电源，在实际应用中一般会使用3V的钮扣电池对该引脚供电。

 在图中后备供电区域的左侧有一个电源开关结构，它的功能类似下图的双二极管，在它的“1”处连接了VBAT电源，“2”处连接了VDD主电源(一般为3.3V)，右侧“3”处引出到备份域电路中。当VDD主电源存在时，由于VDD电压较高，备份域电路通过VDD供电，节省钮扣电池的电源，仅当VDD掉电时，备份域电路由钮扣电池通过VBAT供电，保证电路能持续运行，从而可利用它保留关键数据。

02 STM32的功耗模式 

按功耗由高到低排列，STM32具有运行、睡眠、停止和待机四种工作模式。上电复位后STM32处于运行状态时，当内核不需要继续运行，就可以选择进入后面的三种低功耗模式降低功耗，这三种模式中，电源消耗不同、唤醒时间不同、唤醒源不同，用户需要根据应用需求，选择最佳的低功耗模式。

这三种低功耗模式层层递进，运行的时钟或芯片功能越来越少，因而功耗越来越低。

 1.睡眠模式

在睡眠模式中，仅关闭了内核时钟，内核停止运行，但其片上外设，CM3核心的外设全都还照常运行。     有两种方式进入睡眠模式，它的进入方式决定了从睡眠唤醒的方式，分别是WFI(wait for interrupt)和WFE(wait for event)，即由等待“中断”唤醒和由“事件”唤醒。睡眠模式的各种特性见下表：

2.停止模式 

在停止模式中，进一步关闭了其它所有的时钟，于是所有的外设都停止了工作，但由于其1.8V区域的部分电源没有关闭，还保留了内核的寄存器、内存的信息，所以从停止模式唤醒，并重新开启时钟后，还可以从上次停止处继续执行代码。停止模式可以由任意一个外部中断(EXTI)唤醒，在停止模式中可以选择电压调节器为开模式或低功耗模式。停止模式的各种特性见下表：

3.待机模式

 待机模式，它除了关闭所有的时钟，还把1.8V区域的电源也完全关闭了，也就是说，从待机模式唤醒后，由于没有之前代码的运行记录，只能对芯片复位，重新检测boot条件，从头开始执行程序。它有四种唤醒方式，分别是WKUP(PA0)引脚的上升沿，RTC闹钟事件，NRST引脚的复位和IWDG(独立看门狗)复位。

在以上讲解的睡眠模式、停止模式及待机模式中，若备份域电源正常供电，备份域内的RTC都可以正常运行，备份域内的寄存器的数据会被保存，不受功耗模式影响。 

03电源管理相关的库函数及命令

STM32标准库对电源管理提供了完善的函数及命令，使用它们可以方便地进行控制。

配置PVD监控功能

PVD可监控VDD的电压，当它低于阈值时可产生PVD中断以让系统进行紧急处理，这个阈值可以直接使用库函数PWR_PVDLevelConfig配置成前面阈值表中说明的阈值等级。

进入睡眠——WFI与WFE命令

在前面可了解到进入各种低功耗模式时都需要调用WFI或WFE命令，它们实质上都是内核指令，在库文件core_cm3.h中把这些指令封装成了函数：

对于这两个指令，应用时只需要知道，调用它们都能进入低功耗模式，需要使用函数的格式“__WFI();”和“__WFE();”来调用(因为__wfi及__wfe是编译器内置的函数，函数内部使用调用了相应的汇编指令)。

进入停止模式

直接调用WFI和WFE指令可以进入睡眠模式，而进入停止模式则还需要在调用指令前设置一些寄存器位，STM32标准库把这部分的操作封装到PWR_EnterSTOPMode函数中了，它的定义如下：

1 /**
2 * @brief 进入停止模式
3 *
4 * @note 在停止模式下所有 I/O 的会保持在停止前的状态
5 * @note 从停止模式唤醒后，会使用 HSI 作为时钟源
6 * @note 调压器若工作在低功耗模式，可减少功耗，但唤醒时会增加延迟
7 * @param PWR_Regulator: 设置停止模式时调压器的工作模式
8 * @arg PWR_MainRegulator_ON: 调压器正常运行
9 * @arg PWR_Regulator_LowPower: 调压器低功耗运行
10 * @param PWR_STOPEntry: 设置使用 WFI 还是 WFE 进入停止模式
11 * @arg PWR_STOPEntry_WFI: WFI 进入停止模式
12 * @arg PWR_STOPEntry_WFE: WFE 进入停止模式13 * @retval None
14 */
15 void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator, uint8_t PWR_STOPEntry)
16 {
17 uint32_t tmpreg = 0;
18 /* 检查参数 */
19 assert_param(IS_PWR_REGULATOR(PWR_Regulator));
20 assert_param(IS_PWR_STOP_ENTRY(PWR_STOPEntry));
21
22 /* 设置调压器的模式 ------------*/
23 tmpreg = PWR->CR;
24 /* 清除 PDDS 及 LPDS 位 */
25 tmpreg &= CR_DS_MASK;
26 /* 根据 PWR_Regulator 的值 (调压器工作模式) 配置 LPDS,MRLVDS 及 LPLVDS 位 */
27 tmpreg |= PWR_Regulator;
28 /* 写入参数值到寄存器 */
29 PWR->CR = tmpreg;
30 /* 设置内核寄存器的 SLEEPDEEP 位 */
31 SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP;
32
33 /* 设置进入停止模式的方式-----------------*/
34 if (PWR_STOPEntry == PWR_STOPEntry_WFI) {
35 /* 需要中断唤醒 */
36 __WFI();
37 } else {
38 /* 需要事件唤醒 */
39 __WFE();
40 }
41
42 /* 以下的程序是当重新唤醒时才执行的，清除 SLEEPDEEP 位的状态 */
43 SCB->SCR &= (uint32_t)~((uint32_t)SCB_SCR_SLEEPDEEP);
44 }

        这个函数有两个输入参数，分别用于控制调压器的模式及选择使用WFI或WFE停止，代码中先是根据调压器的模式配置PWR_CR寄存器，再把内核寄存器的SLEEPDEEP位置1，这样再调用WFI或WFE命令时，STM32就不是睡眠，而是进入停止模式了。函数结尾处的语句用于复位SLEEPDEEP位的状态，由于它是在WFI及WFE指令之后的，所以这部分代码是在STM32被唤醒的时候才会执行。     

        要注意的是进入停止模式后，STM32的所有I/O都保持在停止前的状态，而当它被唤醒时，STM32使用HSI作为系统时钟(8MHz)运行，由于系统时钟会影响很多外设的工作状态，所以一般我们在唤醒后会重新开启HSE，把系统时钟设置回原来的状态。

进入待机模式

STM32标准库也提供了控制进入待机模式的函数，其定义如下：

1 /**
2 * @brief 进入待机模式
3 * @note 待机模式时，除以下引脚，其余引脚都在高阻态:
4 * -复位引脚
5 * - RTC_AF1 引脚 (PC13) (需要使能侵入检测、时间戳事件或 RTC 闹钟事件)
6 * - RTC_AF2 引脚 (PI8) (需要使能侵入检测或时间戳事件)
7 * - WKUP 引脚 (PA0) (需要使能 WKUP 唤醒功能)
8 * @note 在调用本函数前还需要清除 WUF 寄存器位
9 * @param None
10 * @retval None
11 */
12 void PWR_EnterSTANDBYMode(void)
13 {
14 /* 清除 Wake-up 标志 */
15 PWR->CR |= PWR_CR_CWUF;
16 /* 选择待机模式 */
17 PWR->CR |= PWR_CR_PDDS;
18 /* 设置内核寄存器的 SLEEPDEEP 位 */
19 SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP;
20 /* 存储操作完毕时才能进入待机模式，使用以下语句确保存储操作执行完毕 */
21 #if defined ( __CC_ARM )
22 __force_stores();
23 #endif
24 /* 等待中断唤醒 */
25 __WFI();
26 }

该函数中先配置了PDDS寄存器位及SLEEPDEEP寄存器位，接着调用__force_stores函数确保存储操作完毕后再调用WFI指令，从而进入待机模式。这里值得注意的是，待机模式也可以使用WFE指令进入的，如果您有需要可以自行修改。     在进入待机模式后，除了被使能了的用于唤醒的I/O，其余I/O都进入高阻态，而从待机模式唤醒后，相当于复位STM32芯片，程序重新从头开始执行。

 04电源管理实验

PWR—睡眠模式（如何控制 STM32 进入低功耗睡眠模式。）

程序设计：

int main（）
{

(1) 初始化用于唤醒的中断按键；
…………………………………………………………………… 
while(1)
  {	
		/*********执行任务***************************/
		printf("\r\n STM32正常运行，亮绿灯\r\n");
	
		LED_GREEN;	
		Delay(0x3FFFFF);
(2) 进入睡眠状态；
		/*****任务执行完毕，进入睡眠降低功耗***********/
		
		
		printf("\r\n 进入睡眠模式，按KEY1或KEY2按键可唤醒\r\n");

		//使用红灯指示，进入睡眠状态
		LED_RED;
		//进入睡眠模式
		__WFI();	//WFI指令进入睡眠

(3) 使用按键中断唤醒芯片；
		//由于 WFI 睡眠模式可以使用任意中断唤醒，所以我们可以使用按键中断唤醒。
		//等待中断唤醒  K1或K2按键中断	
		
		/***被唤醒，亮蓝灯指示***/
		LED_BLUE;	
		Delay(0x1FFFFF);		
			
		printf("\r\n 已退出睡眠模式\r\n");
		//继续执行while循环

  }
}
/*按键中断部分*/
void KEY1_IRQHandler(void)
{
  //确保是否产生了EXTI Line中断
	if(EXTI_GetITStatus(KEY1_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
	{
		LED_BLUE;		
		printf("\r\n KEY1 按键中断唤醒 \r\n");    
		EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_INT_EXTI_LINE);     
	}  
}

void KEY2_IRQHandler(void)
{
  //确保是否产生了EXTI Line中断
	if(EXTI_GetITStatus(KEY2_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
	{
		LED_BLUE;
		printf("\r\n KEY2 按键中断唤醒 \r\n");   
    //清除中断标志位
		EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_INT_EXTI_LINE);     
	}  
}
注意 : 当系统处于睡眠模式低功耗状态时 ( 包括后面讲解的停止模式及待机模式 ) ，使用 DAP下载器是无法给芯片下载程序的，所以下载程序时要先把系统唤醒。或者使用如下方法：按着板子的复位按键，使系统处于复位状态，然后点击电脑端的下载按钮下载程序，这时再释放复位按键，就能正常给板子下载程序了。

PWR—停止模式实验（解如何进入停止模式及唤醒后的状态恢复。）

与睡眠模式不一样，系统从停止模式被唤醒时，是使用 HSI 作为系统时钟的，在 STM32F103 中， HSI 时钟一般为 8MHz ，与我们常用的 72MHz 相关太远，它会影响各种外设的工作频率。所以在系统从停止模式唤醒后，若希望各种外设恢复正常的工作状态，就要恢复停止模式前使用的系统时钟，本实验中定义了一个 SYSCLKConfig_STOP 函数，用于恢复系统时钟： 
/**
  * @brief  停机唤醒后配置系统时钟:
这个函数主要是调用了各种 RCC 相关的库函数，
开启了 HSE 时钟、使能 PLL 并且选择 PLL 作
为时钟源，从而恢复停止前的时钟状态。
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void SYSCLKConfig_STOP(void)
{
  /* After wake-up from STOP reconfigure the system clock */
  /* 使能 HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  
  /* 等待 HSE 准备就绪 */
  while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET)
  {
  }
  
  /* 使能 PLL */ 
  RCC_PLLCmd(ENABLE);
  
  /* 等待 PLL 准备就绪 */
  while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
  {
  }
  
  /* 选择PLL作为系统时钟源 */
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
  
  /* 等待PLL被选择为系统时钟源 */
  while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
  {
  }
}

main函数部分

/* 进入停止模式，设置电压调节器为低功耗模式，等待中断唤醒 */
		PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);
由于 WFI 停止模式可以使用任意 EXTI 的中断唤醒，所以我们可以 使用按键中断唤醒 
void KEY_IRQHandler(void)
{
  //确保是否产生了EXTI Line中断
	if(EXTI_GetITStatus(KEY2_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
	{
		LED_BLUE;
		//由于停止唤醒后使用的是HSI时钟，与原来使用的HSE时钟时的频率不一致，会影响波特率，若此处直接printf会乱码
		//printf("\r\n KEY2 按键中断唤醒 \r\n");   
    //清除中断标志位
		EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_INT_EXTI_LINE);     
	}  
}
当执行完中断服务函数后，会继续执行 WFI 指令 ( 即 PWR_EnterSTOPMode 函数 ) 后的代码。

为了更清晰地展示停止模式的影响，在刚唤醒后，我们定义了

	RCC_ClocksTypeDef clock_status_wakeup,clock_status_config;
	uint8_t clock_source_wakeup,clock_source_config;

用于调用库函数 RCC_GetSYSCLKSourc以及 RCC_GetClocksFreq 获取刚唤醒后的系统的时钟源以及时钟频率，在使用 SYSCLKCon-fig_STOP 恢复时钟后，我们再次获取这些时状态，最后再通过串口打印出来。

//获取刚被唤醒时的时钟状态	
		//时钟源
		clock_source_wakeup = RCC_GetSYSCLKSource ();
		//时钟频率
		RCC_GetClocksFreq(&clock_status_wakeup);
		
		//从停止模式下被唤醒后使用的是HSI时钟，此处重启HSE时钟,使用PLLCLK
		SYSCLKConfig_STOP();
		
		//获取重新配置后的时钟状态	
		//时钟源
		clock_source_config = RCC_GetSYSCLKSource ();
		//时钟频率
		RCC_GetClocksFreq(&clock_status_config);
//因为刚唤醒的时候使用的是HSI时钟，会影响串口波特率，输出不对，所以在重新配置时钟源后才使用串口输出。
		printf("\r\n重新配置后的时钟状态：\r\n");
		printf(" SYSCLK频率:%d,\r\n HCLK频率:%d,\r\n PCLK1频率:%d,\r\n PCLK2频率:%d,\r\n 时钟源:%d (0表示HSI，8表示PLLCLK)\n", 
			clock_status_config.SYSCLK_Frequency, 
			clock_status_config.HCLK_Frequency, 
			clock_status_config.PCLK1_Frequency, 
			clock_status_config.PCLK2_Frequency, 
			clock_source_config);
			
		printf("\r\n刚唤醒的时钟状态：\r\n");	
		printf(" SYSCLK频率:%d,\r\n HCLK频率:%d,\r\n PCLK1频率:%d,\r\n PCLK2频率:%d,\r\n 时钟源:%d (0表示HSI，8表示PLLCLK)\n", 
			clock_status_wakeup.SYSCLK_Frequency, 
			clock_status_wakeup.HCLK_Frequency, 
			clock_status_wakeup.PCLK1_Frequency, 
			clock_status_wakeup.PCLK2_Frequency, 
			clock_source_wakeup);
通过串口调试信息我们会知道刚唤醒时系统时钟使用的是 HSI 时钟，频率为 8MHz ，恢复后的系统时钟采用 HSE 倍频后的 PLL 时钟，时钟频率为 72MHz 。

PWR—待机模式实验 （最低功耗的待机模式）

要强调的是，由于 WKUP 引脚 (PA0) 必须使用上升沿才能唤醒待机状态的系统，所以我们硬件设计的 PA0 引脚连接到按键 KEY1 ，且按下按键的时候会在 PA0 引脚产生上升沿，从而可实现唤醒的功能，按键的具体电路请查看配套的原理图。
1.程序首先使用库函数 RCC_APB1PeriphClockCmd 和参数 RCC_APB1Periph_PWR 初始化了源管理外设的时钟，要先使能该时钟，后面才能正常使用命令进入待机状态和唤醒。 
	/* 使能电源管理单元的时钟,必须要使能时钟才能进入待机模式 */
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR , ENABLE);
2.由于待机模式唤醒使用 WKUP 引脚并不需要特别的引脚初始化，所以我们调用普通的按键初始化函数即可（模式的 WKUP 唤醒不需要中断，也不需要像按键那样初始化） 
int main(void)
{	
		/* 使能电源管理单元的时钟,必须要使能时钟才能进入待机模式 */
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR , ENABLE);

	
	//检测复位来源
	if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) == SET)
	{
		LED_BLUE;
		printf("\r\n 待机唤醒复位 \r\n");
	}
	else
	{
		LED_GREEN;
		printf("\r\n 非待机唤醒复位 \r\n");
	}
	
  while(1)
  {
	
  }
}
3.在使用库函数 PWR_EnterSTANDBYMode发送待机命令前，要先使用库函数 PWR_ClearFlag 清除 PWR_FLAG_WU 标志位，并且使用库函数 PWR_WakeUpPinCmd 使能 WKUP 唤醒功能，这样进入待机模式后才能使用 WKUP 唤醒。 
	/*清除WU状态位*/
			PWR_ClearFlag (PWR_FLAG_WU);
			
			/* 使能WKUP引脚的唤醒功能 ，使能PA0*/
			PWR_WakeUpPinCmd (ENABLE);
			
			/* 进入待机模式 */
			PWR_EnterSTANDBYMode();
在进入待机模式前我们控制了 LED 彩灯为红色，但在待机状态时，由于 I/O 口会处于高阻态，所以 LED 灯会熄灭。
按下 KEY1 按键，会使 PA0 引脚产生一个上升沿，从而唤醒系统。
系统唤醒后会进行复位，从头开始执行上述过程，与第一次上电时不同的是，这样的复位会使 PWR_FLAG_WU 标志位改为 SET 状态，所以这个时候 LED 彩灯会亮蓝色。（这也为什么我们可以从while循环外获取是否是待机启动）

PWR—PVD 电源监控实验（如何使用 PVD 监控供电电源，增强系统的鲁棒性）

中使用 PVD 监控 STM32 芯片的 VDD 引脚，当监测到供电电压低于阈值时会产生 PVD 中断，系统进入中断服务函数进入紧急处理过程。所以进行这个实验时需要使用一个可调的电压源给实验板供电，改变给 STM32 芯片的供电电压，为此我们需要先了解实验板的电源供电系统，见图实验板的电源供电系统

整个电源供电系统主要分为以下五部分：

  • (1) 6-12V 的 DC 电源供电系统，这部分使用 DC 电源接口引入 6-12V 的电源，经过 RT7272 进行电压转换成 5V 电源，再与第二部分的“5V_USB”电源线连接在一起。
  • (2) 第二部分使用 USB 接口，使用 USB 线从外部引入 5V 电源，引入的电源经过电源开关及保险丝连接到“5V”电源线。
  • (3) 第三部分的是电源开关及保险丝，即当我们的实验板使用 DC 电源或“5V_USB”线供电时，可用电源开关控制通断，保险丝也会起保护作用。
  • (4) “5V”电源线遍布整个板子，板子上各个位置引出的标有“5V”丝印的排针都与这个电源线直接相连。5V 电源线给板子上的某些工作电压为 5V 的芯片供电。5V 电源还经过 LDO 稳压芯片，输出 3.3V 电源连接到“3.3V”电源线。
  • (5) 同样地，“3.3V”电源线也遍布整个板子，各个引出的标有“3.3V”丝印的排针都与它直接相连，3.3V 电源给工作电压为 3.3V 的各种芯片供电。STM32 芯片的 VDD 引脚就是直接与这个3.3V 电源相连的，所以通过 STM32 的 PVD 监控的就是这个“3.3V”电源线的电压。

当我们进行这个 PVD 实验时，为方便改变“ 3.3V ”电源线的电压，我们可以把可调电源通过实
验板上引出的“ 5V ”及“ GND ”排针给实验板供电，当可调电源电压降低时， LDO 在“ 3.3V ”电
源线的供电电压会随之降低，即 STM32 的 PVD 监控的 VDD 引脚电压会降低，这样我们就可以
模拟 VDD 电压下降的实验条件，对 PVD 进行测试了。不过，由于这样供电不经过保险丝，所以
在调节电压的时候要小心，不要给它供电远高于 5V ，否则可能会烧坏实验板上的芯片。

软件设计：

初始化 PVD
使用 PVD 功能前需要先初始化，我们把这部分代码封装到 PVD_Config 函数中 
/**
  * @brief  配置PVD.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void PVD_Config(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  /*使能 PWR 时钟 */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
  
  /* 使能 PVD 中断 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = PVD_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
      
  /* 配置 EXTI16线(PVD 输出) 来产生上升下降沿中断*/
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line16;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

  /* 配置PVD级别PWR_PVDLevel_2V6 (PVD检测电压的阈值为2.6V，VDD电压低于2.6V时产生PVD中断) */
	/*具体级别根据自己的实际应用要求配置*/
  PWR_PVDLevelConfig(PWR_PVDLevel_2V6);

  /* 使能PVD输出 */
  PWR_PVDCmd(ENABLE);
}
在这段代码中，执行的流程如下：
(1) 配置 PVD 的中断优先级。由于电压下降是非常危急的状态，所以请尽量把它配置成最高优先级。
(2) 配置了 EXTI16 线的中断源，设置 EXTI16 是因为 PVD 中断是通过 EXTI16 产生中断的 (GPIO的中断是 EXTI0-EXTI15) 。
(3) 使用库函数 PWR_PVDLevelConfig 设置 PVD 监控的电压阈值等级，各个阈值等级表示的电压值请查阅表 PVD 的阈值等级 或 STM32 的数据手册。
(4) 最后使用库函数 PWR_PVDCmd 使能 PVD 功能。 
	/**
  * @brief  PVD中断请求
  * @param  None
  * @retval None
  */
void PVD_IRQHandler(void)
{
		/*检测是否产生了PVD警告信号*/
		if(PWR_GetFlagStatus (PWR_FLAG_PVDO)==SET)			
		{
			/* 亮红灯，实际应用中应进入紧急状态处理 */
			LED_RED; 
			
		}
    /* 清除中断信号*/
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);

}
注意这个中断服务函数的名是 PVD_IRQHandler 而不是 EXTI16_IRQHandler(STM32 没有这样的中断函数名) ，示例中我们仅点亮了 LED 红灯，不同的应用中要根据需求进行相应的紧急处理。

主函数

本电源监控实验的 main 函数执行流程比较简单，仅调用了 PVD_Config 配置监控功能，当 VDD供电电压正常时，板子亮绿灯，当电压低于阈值时，会跳转到中断服务函数中，板子亮红灯 
​int main(void)
{	
	LED_GPIO_Config();	
	//亮绿灯，表示正常运行
	LED_GREEN; 

	//配置PVD，当电压过低时，会进入中断服务函数，亮红灯
	PVD_Config();
	
  while(1)
  {			
		/*正常运行的程序*/
  }
}

【 ！】实验操作：
 1.使用外部可调电源，调节成5V输出，连接到实验板引出的 5V<--->GND排针给板子供电；
2.复位实验板，电压正常时板子上的LED彩灯应为绿色
3.向下调节可调电源的电压，大约当降至4.2V的时候，LED彩灯会转为红色。
（程序中控制PVD监控电压约为2.6V,当5V电源降至4.2V的时候，连接STM32的VDD电源(3.3V电源)会低于2.5V，产生PVD事件，在中断中控制亮红灯）

【 ！！】注意事项：
使用可调电源给实验板供电，其它电源线都拔掉(包括下载器、USB线)。
由于直接接排针供电没有电路保护，调节电源时小心不要使供电电压远高于5V,电压太高会烧坏实验板！！


http://www.kler.cn/a/397266.html

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