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ETH或USB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。
- VDDA和VSSA为模拟部分供电
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为了提高AD等模拟部分的精度,可以使用独立的电源为VDDA和VSSA供电。
- CH32V307VCT6 LQFP100封装的VREF+ 和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CH32V307的VREF+ 和VREF- 引脚未引出,在芯片内部与VDDA和VSSA相连。
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- 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:
- PC14和PC15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
- 当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。
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- 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与 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。
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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 和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 的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。
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:
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) SLEEPDEEP置1 2) PDDS清0 3) WFI或WFE |
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HSE、HSI、PLL和外设时钟 |
正常:LPDS=0 低功耗:LPDS=1 |
待机 |
1) SLEEPDEEP置1 2) PDDS置1 3) WFI或WFE |
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HSE、HSI、PLL和外设时钟 |
正常:LPDS=0 低功耗:LPDS=1 |
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