STM32超低功耗入门之认识超低功耗

一. 为什么要用超低功耗

在接触到嵌入式的时候，首先就是熟悉各个时钟线。每次拿到一个新的 STM32 板子都会用 CUBEMX 去把时钟配置到支持的最高频率，当然在最高频率下运行会得到最强的性能。最强的性能带来的也就是最高的功耗，在某些场景下，只能使用电池供电，就对功耗要求比较高了，比如智能穿戴，安装在野外的设备，我们不是时刻都需要让 MCU 运行在最高频率，这个时候就需要通过 MCU 来控制整个产品的功耗。

本系列文章以 STM32L4 系列来讲解。L0 比 L4 少两种停机模式。 STM32L1 没有 LPUART 和 LPTIM。L5 太高端没有板子。

二. 认识低功耗

本文资料全部来源于 ST 提供的资料

1. STM32L4 支持的最低功耗

参考手册：DS11449

2. STM32L4 支持低功耗模式

参考手册：RM0394

支持的低功耗模式：

Sleep mode : 睡眠模式
Low-power run mode ：低功耗运行模式
Low-power sleep mode ：低功耗睡眠模式
Stop 0, Stop 1 and Stop 2 modes ：3 种停止模式
Standby mode ：待机模式
Shutdown mode ：停机模式

再加上运行模式，则 STM32L4 支持的运行模式就是：9 种

三. 不同低功耗的区别

参考手册：RM0394

先看官方手册的说明

这个表格非常详尽的说明了各种模式下的进入与唤醒方式，这里对几个不是经常看到的专业单词做以简单说明：

本解释尽可能的简介，难免存在解释不到位的情况，如需更详细的了解，请自行查阅资料。

名词	解释
WFI(Wait for interrupt)	ARM 指令，等待中断，下一次中断发生前 MCU 停止不工作
WFE(Wait for event)	ARM 指令，等待事件，下一次事件发生前 MCU 停止不工作
LPR(low-power regulator)	在 MCU 进入低功耗模式之后继续给 MCU 核心供电
MR(main regulator)	给 MCU 核心供电
LPMS(Low-power mode selection)	PWR_CR1_LPMS 用来确定 MCU 进入哪种低功耗模式
MSI(Multispeedinternal RC oscillator)	功耗系列独有的时钟.精度不高,官方提供的例程中多以MSI作为时钟源

不同低功耗模式下的对比，参考 DS11449

不同的工作模式下，选择的电压调节器不一样也会导致功耗的不一样，这里以 sleep 模式来说明：
参考文档：RM0394

MR range 1 :

MCU 核心的供电电压是 1.2V ，最高可运行到 80MHZ
MR range 2

MCU 核心的供电电压是 1.0 V ，最高可运行到 26MHZ,通过 PWR_CR1 寄存器来配置
SMPS range 2 High

MCU 核心的供电电压高于是 1.08 V
SMPS range 2 Low
参考上图：MCU 核心的供电电压高于是 1.05 V

SMPS模式，就是指芯片支持外接SMPS（Switching Mode Power Supply，开关电源）的给内核供电的意思。即
目前只是部分芯片封装支持可以关闭内部LDO而外接SMPS给内核供电。
注意事项参考：AN4978.

各种运行模式的切换，参考 RM0394

例如低功耗睡眠模式，唤醒之后不能立刻切换到，运行模式，唤醒之后运行在低功耗运行模式。所以低功耗睡眠模式唤醒之后进入低功耗低功耗运行模式，然后再切换到运行模式。

四. 总结

熟悉上面的资料对 STM32 超低功耗就有一个基本的认识。
超低功耗是一个细活要一点一点扣，本文仅仅对 MCU 部分做了介绍
超低功耗是一个软硬件结合的工作，软件的逻辑，硬件的供电都会导致功耗的差异
本文有本人收集整理，如有错误欢迎指正。