原標(biāo)題：STM32學(xué)習(xí)筆記 | 電源管理及低功耗設(shè)計要點

STM32學(xué)習(xí)筆記中關(guān)于電源管理及低功耗設(shè)計的要點可以歸納為以下幾個方面：

一、電源管理概述

STM32微控制器具有強(qiáng)大的電源管理功能，包括低功耗模式、時鐘管理、電源管理單元（PMU）等。這些功能使得STM32能夠在保證性能的同時，最大限度地降低功耗，延長設(shè)備的工作時間。

二、電源類型及電壓要求

1. 電源類型：

• 數(shù)字電源（VDD）：主電源，用于數(shù)字部分。

• 模擬電源（VDDA）：用于模擬部分的電源，如ADC，可以單獨濾波并屏蔽PCB上的噪聲。

• 備份電源（VBAT）：用于備份區(qū)域的電源，如RTC、備份SRAM等，一旦主電源斷開，VBAT可以為這些區(qū)域提供電源。

2. 電壓要求：

• 絕大部分STM32的電壓要求介于1.8V到3.6V之間。

• 嵌入式線性調(diào)壓器用于提供內(nèi)部1.2V數(shù)字電源。

三、低功耗模式

STM32的工作模式通常可分為4類：運行模式、睡眠模式、停止模式、待機(jī)模式。根據(jù)STM32類型不同，可將工作模式進(jìn)一步劃分。以STM32F4為例：

1. 運行模式：默認(rèn)進(jìn)入該模式，芯片正常工作。

2. 睡眠模式：內(nèi)核停止，外設(shè)保持運行。適合短時間的休眠。

3. 停止模式：所有時鐘都停止，但保留寄存器和內(nèi)部SRAM中的內(nèi)容。適合較長時間的低功耗狀態(tài)。

4. 待機(jī)模式：1.2V域斷電，僅保留備份寄存器和待機(jī)電路供電，實現(xiàn)最低功耗。

四、時鐘管理

STM32提供了靈活的時鐘管理功能，可以根據(jù)系統(tǒng)需求對各個時鐘進(jìn)行配置和控制：

1. 時鐘源選擇：可以選擇使用內(nèi)部RC振蕩器或外部晶體振蕩器作為系統(tǒng)時鐘源。

2. PLL配置：通過設(shè)置PLL來調(diào)節(jié)系統(tǒng)時鐘頻率。

3. 時鐘分頻和使能控制：對時鐘進(jìn)行分頻和使能控制，以滿足不同外設(shè)和模塊的時鐘需求。

五、電源管理單元（PMU）

STM32的電源管理單元（PMU）可以監(jiān)測和控制芯片的供電電壓，以確保穩(wěn)定和可靠的供電。PMU還提供了多種電源管理功能，如低電壓檢測、電源狀態(tài)監(jiān)測和電源切換等。

六、低功耗設(shè)計技巧

1. 選擇低功耗系列芯片：如STM32L系列芯片，采用超低泄漏工藝，具有領(lǐng)先的處理性能和代碼密度，以及多個動態(tài)可選電壓范圍，可在能耗上提供顯著增益。

2. 優(yōu)化電源管理：合理使用多個獨立的電源接口為特定外設(shè)供電，以降低整體功耗。當(dāng)外部電源提供異常時，切換到外部Vbat供電，保證RTC工作正常與備份域寄存器的內(nèi)容不丟失。

3. 使用低功耗模式：根據(jù)項目需求和實際情況，在不需要執(zhí)行任務(wù)時選擇合適的低功耗模式。

4. 優(yōu)化時鐘管理：關(guān)閉不需要的外設(shè)時鐘，根據(jù)實際需求選擇并配置合適的時鐘源和時鐘分頻，以達(dá)到最佳的功耗和性能平衡。

5. 中斷配置：適當(dāng)配置中斷優(yōu)先級和觸發(fā)方式，確保只在必要的情況下觸發(fā)中斷。合理使用懸空中斷功能，避免持續(xù)占用CPU資源。

6. 外設(shè)配置：合理選擇外設(shè)和外設(shè)參數(shù)配置，根據(jù)實際需求靈活調(diào)整外設(shè)的功耗模式和工作頻率。

7. 軟件設(shè)計：在進(jìn)入低功耗模式之前，盡量將芯片的所有工作完成，以最小化喚醒時間。根據(jù)實際需求和設(shè)計，選擇合適的喚醒源和觸發(fā)條件。合理管理任務(wù)和中斷處理函數(shù)，避免不必要的循環(huán)和延遲。優(yōu)化代碼邏輯，減少空閑循環(huán)和不必要的功耗消耗。

綜上所述，STM32的低功耗設(shè)計需要從硬件和軟件兩個層面進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化。通過選擇低功耗系列芯片、優(yōu)化電源管理、使用低功耗模式、優(yōu)化時鐘管理、中斷配置、外設(shè)配置以及軟件設(shè)計等措施，可以顯著降低STM32芯片的功耗，延長設(shè)備的工作時間。