STM32&低功耗与备用备份区域

STM的备份备用区域其实就是两个区块：BKP和RTC。低功耗则其实是STM32四种模式中的三种耗能很低的模式。

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一：备用区域

1.BKP

2.RTC

二：低功耗模式

1.睡眠模式：

2.停机模式：

3.待机模式：

一：备用区域

1.BKP

BKP就是一个备份寄存器，大小不是一定的。但基本单位都是16位。所谓的的备份，其实在这里的意义就是当主要供电丧失后不会丢失数据。在板子上的体现就是：复位后数据不丢失。

当然了，你要是直接给你板子电源拔了它该丢失还是丢失的。

这个区域没什么好讲的，就是简单的读写。要记住的东西就是：
1.备用供电时Vbat
2.复位后不能直接访问，需要打开时钟：
通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟
3.其内部有校准RTC的寄存器。

代码部分：

#include "bkp.h"

RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0};
void RTC_INIT(){
	__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();		//使能后背域时钟
	__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();		//使能电源时钟	
	HAL_PWR_EnableBkUpAccess();		//使能后背域访问
	
	
	/*rtc_handle.Instance = RTC;	
	rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767;	//时钟源的HZ为323768，为了将RTC配置为1HZ，所以溢出值设定为32767
	HAL_RTC_Init(&rtc_handle);*/
}

uint16_t RTC_read_data(uint8_t bkpx){
	uint32_t data_read;
	data_read = HAL_RTCEx_BKUPRead(&rtc_handle,bkpx);
	return data_read;
}

void RTC_write_data(uint8_t bkpx,uint32_t data_write){
	HAL_RTCEx_BKUPWrite(&rtc_handle,bkpx,data_write);
}

没什么难点就是一些API直接的调用。

2.RTC

RTC本质上是一个独立的定时器。所谓独立，其实就是复位后它数据可以保存，但是注意，这里它的属于来源其实是BKP。前面讲过BKP中有RTC的校准器，所以如果你希望在复位后RTC的数值保持不丧失你最好先初始化BKP。

RTC框图

图中红框内就是这个模块的重点。
初始化的过程也和重点对应：
 RTCCLK选择振荡器HAL_RCC_OscConfig HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig
                                        |
 RTC分频器选择分频数rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767;
                                        |
        CNT的赋值HAL_RTC_SetTime HAL_RTC_SetDate
代码：
 

#include "rtc.h"
#include "uart1.h"
RTC_HandleTypeDef rtc_handle = {0};
void RTC_INIT(void){
	__HAL_RCC_BKP_CLK_ENABLE();		//使能后背域时钟
	__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();		//使能电源时钟	
	HAL_PWR_EnableBkUpAccess();		//使能后背域访问
	
	rtc_handle.Instance = RTC;	
	rtc_handle.Init.AsynchPrediv = 32767;	//时钟源的HZ为323768，为了将RTC配置为1HZ，所以溢出值设定为32767
	HAL_RTC_Init(&rtc_handle);
}
void HAL_RTC_MspInit(RTC_HandleTypeDef *hrtc){
	//配置振荡器时钟
	RCC_OscInitTypeDef  rcc_osc = {0};
	rcc_osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
	rcc_osc.LSEState = RCC_LSE_ON;
	rcc_osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_LSE;
	
	//选择振荡器时钟
	RCC_PeriphCLKInitTypeDef  perh_init = {0};
	perh_init.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_RTC;		//外设确认
    perh_init.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE;		//时钟确认
	
	HAL_RCC_OscConfig(&rcc_osc);
	HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&perh_init);
}
void Read_RTC_time(void){
	RTC_TimeTypeDef time_handle = {0};
	RTC_DateTypeDef date_handle = {0};
	HAL_RTC_GetTime(&rtc_handle,&time_handle,RTC_FORMAT_BIN);	//最后一位是时间格式	
	HAL_RTC_GetDate(&rtc_handle,&date_handle,RTC_FORMAT_BIN);
	
	printf("Get time : %d-%02d-%02d-%02d-%02d-%02d \r\n",
	date_handle.Year + 2000,date_handle.Month,date_handle.Date,time_handle.Hours,time_handle.Minutes,time_handle.Seconds);	
}

void Set_RTC_time(struct tm time_struct){
	RTC_TimeTypeDef time_handle = {0};
	RTC_DateTypeDef date_handle = {0};
	
	date_handle.Year = time_struct.tm_year - 2000;
	date_handle.Month = time_struct.tm_mon;
	date_handle.Date = time_struct.tm_mday;
	
	time_handle.Hours = time_struct.tm_hour;
    time_handle.Minutes = time_struct.tm_min;
    time_handle.Seconds = time_struct.tm_sec;
	
	HAL_RTC_SetTime(&rtc_handle,&time_handle,RTC_FORMAT_BIN);
	HAL_RTC_SetDate(&rtc_handle,&date_handle,RTC_FORMAT_BIN);
	
	while(!__HAL_RTC_ALARM_GET_FLAG(&rtc_handle,RTC_FLAG_RTOFF));	//确定写入完成后在继续

}

其实看着华丽呼哨的都是在赋值。RTC内部的时钟生成的是一个时间戳。你知道的，时间赋值就是很麻烦。简而言之这里是吧时间分为DATE和TIME两部分赋值。调用了是个time.h的库搞了一个结构体吧数值赋值进去。就这么简单。

RTC还有闹钟功能，总体的流程也是非常经典：
在上面的基础上 配置NVIC 设定闹钟（使能中断允许位）配置中断回调函数

    HAL_NVIC_SetPriority(RTC_Alarm_IRQn, 2, 2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(RTC_Alarm_IRQn);
}
void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
    HAL_RTC_AlarmIRQHandler(&rtc_handle);
}
void HAL_RTC_AlarmAEventCallback(RTC_HandleTypeDef *hrtc)
{
    printf("ring ring ring...\r\n");
}
void rtc_set_alarm(struct tm alarm_data)
{
    RTC_AlarmTypeDef alarm = {0};
    
    alarm.Alarm = RTC_ALARM_A;
    alarm.AlarmTime.Hours = alarm_data.tm_hour;
    alarm.AlarmTime.Minutes = alarm_data.tm_min;
    alarm.AlarmTime.Seconds = alarm_data.tm_sec;
    HAL_RTC_SetAlarm_IT(&rtc_handle, &alarm, RTC_FORMAT_BIN);
}

多余的配置代码我就不给了因为都一样。

二：低功耗模式

STM32一共有四种模式：运行模式；睡眠模式；停机模式；待机模式；这四个模式这里按照省电效率依次排列，待机模式最省电。我们平常上电时默认则是运行模式/。

就不分开讲了吧，因为非常的相似，这里给一个手册里的图吧：

这里只说一点，为了方面切换模式且一个方法能唤醒任何一种模式；我们在睡眠模式选择WFI的进入方式，然后配置一个WKUP的引脚位上升沿的中断触发。 

1.睡眠模式：

本质上睡眠模式就是把CPU关了外设没关。所有的GPIO口和其他外设都保持工作。
这里的WFI和WIE其实是 wait for interrupt 和wait for evnt；那就理解了唤醒方式为什么不同了。
唯一要注意一点：在进入模式前最好关闭Systick。

2.停机模式：

跟睡眠模式的区别就是外设不工作了，同时CPU也不工作了，唯一保持的就是CPU部分的供电。

这里一样也要在进入模式前关闭Systick；并选择WFI进入。

3.待机模式：

这个模式就比较特别了：
如果把前两个模式都比作放假的话，那么这个模式就是“停业整顿”；当进入待机模式时，所有外设包括CPU全部停止工作。唯一不留下的就是我们前边配置的WKUP引脚用于唤醒。

另外要注意：它的唤醒标志最好在进入前清零。并且，在进入待机模式后再出来时，系统的主频率会从72M变为8M，所以必须重新初始化时钟树。

代码：
 

#include "lwr.h"

void LWR_INIT(){
	//初始化WUK针脚
	GPIO_InitTypeDef gpio_init;
	
	gpio_init.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
	gpio_init.Pin = GPIO_PIN_0;
	gpio_init.Pull = GPIO_PULLUP;
	gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);

	HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
	HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,2,2);

}

void EXTI0_IRQHandler(){
	HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}

void Sleep_mode(){
	//停止滴答定时器
	HAL_SuspendTick();
	HAL_PWR_EnterSLEEPMode(1,PWR_SLEEPENTRY_WFI);
}

void Stop_mode(){
	HAL_SuspendTick();
	HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON,PWR_SLEEPENTRY_WFI);
}

void StandBy_mode(){
	//使能电源控制时钟（关闭电压调节器）
	__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
	//使能一个唤醒引脚
	HAL_PWR_EnableWakeUpPin(GPIO_PIN_0);
	//复位唤醒标志位
	__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
	HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
	//当从待机模式返回时主时钟会从72M变为8M所以要重新初始化
	stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); 
}

注意：虽然这里的中断只是为了唤醒系统而不做任何操作，但也必须完整写下来。

祝你看完就会。