RISC-V MCU 电源系统概述

1. 电源结构

CH32V307供电结构如下图所示:

  • 通常CH32V307工作电压VDD的范围为2.4V~3.6V,当使用ETHUSB时,工作电压VDD的范围为 3.0V~3.6V
  • 内置电压调节器提供内核所需的1.5V电源。
  • VDDAVSSA为模拟部分供电

:::tip

为了提高AD等模拟部分的精度,可以使用独立的电源为VDDAVSSA供电。

  • CH32V307VCT6 LQFP100封装的VREF+ VREF- 引脚引出,用户可连接一个独立的参考电压用于ADC测量,参考电压范围:2.4V ≤ VREF+  ≤ VDDA
  • 其他封装的CH32V307VREF+ VREF- 引脚未引出,在芯片内部与VDDAVSSA相连。

:::

  • VBAT为后备电源引脚,当VDD断电时,掉电复位功能会自动切换VBAT为后备供电区域供电,用于维持RTC以及后备寄存器的内容。
    • 当切换到VBAT供电时:
      • PC14PC15只能用作LSE引脚
      • PC13可以作为TAMPER侵入检测引脚、RTC闹钟或秒输出
    • VDD恢复供电稳定后,系统自动切换开关,后备区由VDD供电,此时PC13~PC15可以做为GPIO。因为模拟开关只能通过少量的电流,当用在输出时,速度必须限制在2MHz以下,最大负载电容为30pF,并且禁止用在持续输出和吸收电流的场合,比如LED驱动。

:::tip

  • 如果没有使用外部电池为VBAT供电,VBAT引脚必须连接到VDD引脚上
  • 电池到VBAT的连线要尽可能的短
  • 在主电源VDD恢复供电过程中,内部VBAT电源仍然通过对应的VBAT引脚连在外部备用电源上,若 VDD在小于复位滞后时间 tRSTTEMPO内就达到稳定,并且高于 VBAT的值 0.6V 以上,则有可能存在较短瞬间,电流通过 VDD VBAT之间的二极管灌入 VBAT,进而通过 VBAT引脚注入电池等后备电源,如果后备电源无法承受这样瞬时注入电流,建议在后备电源和VBAT引脚之间加一只正向导通低压降二极管。

:::

2. 电源管理

2.1 上电复位和掉电复位

系统内部集成了上电复位POR 和掉电复位PDR 电路。

当芯片供电电压VDD VDDA 低于对应门限电压时,系统被相关电路复位,无需外置额外的复位电路。

上电门限电压 VPOR 和掉电门限电压 VPDR 的参数请参考对应的数据手册

2.2 可编程电压监测器(PVD

可编程电压监测器 PVD,主要被用于监控系统主电源的变化,与电源控制寄存器 PWR_CTLR PLS[2:0]所设置的门槛电压相比较,配合外部中断寄存器(EXTI)设置,可产生相关中断,以便及时通知系统进行数据保存等掉电前操作。

PVD详细配置参考

3. 低功耗模式

微控制器目前提供了3 种低功耗模式,从处理器、外设、电压调节器等的工作差异上分为:

  • 睡眠模式 :内核停止运行,所有外设(包含内核私有外设)仍在运行
  • 停止模式 :停止所有时钟,唤醒后系统继续运行。
  • 待机模式 :停止所有时钟,唤醒后系统复位(电源复位)。

低功耗模式一览:

低功耗模式

进入方式

唤醒源

对时钟的影响

电压调节器

睡眠

WFI WFE

WFI:任意中断唤醒WFE:唤醒事件唤醒

内核时钟关闭,其他时钟无影响

正常

停止

1) SLEEPDEEP1

2) PDDS0

3) WFIWFE

任一外部中断/事件(在外部中断寄存器中设置)WKUP引脚上升沿

关闭HSEHSIPLL和外设时钟

正常:LPDS=0

低功耗:LPDS=1

待机

1) SLEEPDEEP1

2) PDDS1

3) WFIWFE

WKUP引脚上升沿RTC闹钟事件NRST引脚复位IWDG复位注:任意外部中断/事件也可以唤醒系统,但唤醒后系统不复位

关闭HSEHSIPLL和外设时钟

正常:LPDS=0

低功耗:LPDS=1

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