一、什么是电源管理？

        电源对电子设备的重要性不言而喻，它是保证系统稳定运行的基础，而保证系统能稳定运行后， 又有低功耗的要求。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。因此，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。

二、STM32的电源管理外设监控电源

2.1 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。

2.1.1 上电复位与掉电复位 (POR 与 PDR)

        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。上图所示，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)。

2.1.2 可编程电压检测器 PVD

        另外STM32还提供了可编程的电压监测器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，见下表。其中的上升沿和下降沿分别表示类似图 POR 与 PDR 中 VDD 电压上升过程及下降过程的阈值。

 三、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 源区域划分见图 STM32 的电源系统。

从框图了解到，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（VDD/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 电路以外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，1.8V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 区域的所有时钟都被 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；在待 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 (备份 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。

        在图中备份域电路的左侧有一个电源开关结构，它的功能类似图双二极管结构 中的 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。

四、STM32 的功耗模式（重点）

        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。三种低功耗的模式说明见表 STM32 的低功耗模式说明。

 从表中可以看到，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 见表睡眠模式的各种特性。

代码

        __WFI();    //WFI指令进入睡眠 

 

非常简单的，利用WFI指令（内核，在core_cm3.h） 进入睡眠模式，可使用任意终端唤醒，继续执行睡眠指令之后的程序

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表停止模 式的各种特性。

代码

调用库函数：、

        /* 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);     

 

非常简单的，利用库函数PWR_EnterSTOPMode 进入停止模式，可使用任意终端唤醒，继续执行睡眠指令之后的程序

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。

代码 （必须要使能时钟才能进入待机模式）

        /* 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);

while（判断条件）

{

            /*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();

}

需要唤醒，退出待机模式

可以使用WKUP、复位引脚的上升沿以及RTC闹钟标志位的方式去唤醒亦或者是IWDG复位唤醒

    //检测复位来源
    if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) == SET)
    {
        LED_BLUE;
        printf("\r\n 以唤醒执行操作 \r\n");
    }    

else
    {
        LED_GREEN;
        printf("\r\n 非待机唤醒复位 \r\n");
    }

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。

总结

总的来说低功耗就分为这几种模式，具体的实现还是要参考项目需求去调用正确的库函数，希望对大家有帮助，谢谢！

转自：https://blog.csdn.net/weixin_61384226/article/details/135064636