第58章 PWR-待机模式实验

第五十八章 PWR-待机模式实验

1. 硬件设计

本实验中的硬件与睡眠模式、停止模式中的一致，主要使用到了按键、LED彩灯以及使用串口输出调试信息。要强调的是， 由于WKUP引脚(PA0)必须使用上升沿才能唤醒待机状态的系统，所以我们硬件设计的PA0引脚连接到按键KEY1，且按下按键的时候会在PA0引脚产生上升沿， 从而可实现唤醒的功能

2. 软件设计

2.1 编程大纲

1. 检测按键长按函数

2. 主函数测试

2.2 代码分析

2.2.1 检测按键长按函数

static uint8_t KEY2_LongPress(void)
{
	uint8_t downCNT = 0; 
	uint8_t upCNT = 0; 
	while(1)
	{
		Delay(0x2FFFF);
		if(GPIO_ReadInputDataBit(KEY2_GPIO_PORT, KEY2_GPIO_PIN) == SET)
		{
			downCNT++;
			upCNT = 0;
			if(downCNT >= 100)
			{
				return 1;
			}
		}
		else
		{
			upCNT++;
			if(upCNT >= 5)
			{
				return 0;
			}
		}
	}
}

2.2.2 主函数测试

int main(void)
{
	LED_Init();
	KEY_GPIO_Init();
	USART_Config();
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); // 使能PWR管理时钟
	if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) == SET)
	{
		LED_BLUE();
		printf("待机模式唤醒复位\r\n");
	}
	else
	{
		LED_GREEN();
		printf("正常启动\r\n");
	}
	while(1)
	{
		if(KEY2_LongPress())
		{
			printf("长按KEY2进入待机模式，按KEY1唤醒\r\n");
			LED_RED();
			Delay(0xFFFFFF);
			PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU); // 清除待机模式唤醒标志
			PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);  // 使能待机模式唤醒引脚
			PWR_EnterSTANDBYMode();  // 进入待机模式
		}
	}
}

(1) 程序首先使用库函数RCC_APB1PeriphClockCmd和参数RCC_APB1Periph_PWR初始化了电源管理外设的时钟， 要先使能该时钟，后面才能正常使用命令进入待机状态和唤醒。

(2) 接着初始化LED灯及串口以便用于指示芯片的运行状态，由于待机模式唤醒使用WKUP引脚并不需要特别的引脚初始化， 所以我们调用的按键初始化函数Key_GPIO_Config它的内部只初始化了KEY2按键，而且是普通的输入模式，对唤醒用的PA0引脚可以不初始化。 当然，如果不初始化PA0的话，在正常运行模式中KEY1按键是不能正常运行的，我们这里只是强调待机模式的WKUP唤醒不需要中断， 也不需要像按键那样初始化。本工程中使用的Key_GPIO_Config函数定义如下：

void Key_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // 开启按键GPIO口的时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
    // 设置引脚为输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    // 设置引脚不上拉也不下拉
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    // 选择按键的引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_GPIO_PIN;
    // 使用上面的结构体初始化按键
    GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

(3) 使用库函数PWR_GetFlagStatus检测PWR_FLAG_WU标志位，当这个标志位为SET状态的时候，表示本次系统是从待机模式唤醒的复位， 否则可能是上电复位。我们利用这个区分两种复位形式，分别使用蓝色LED灯或绿色LED灯来指示。

(4) 在while循环中，使用自定义的函数KEY2_LongPress来检测KEY2按键是否被长时间按下，若长时间按下则进入待机模式， 否则继续while循环。

(5) 检测到KEY2按键被长时间按下，要进入待机模式。在使用库函数PWR_EnterSTANDBYMode发送待机命令前， 要先使用库函数PWR_ClearFlag清除PWR_FLAG_WU标志位，并且使用库函数PWR_WakeUpPinCmd使能WKUP唤醒功能，这样进入待机模式后才能使用WKUP唤醒。

(6) 在进入待机模式前我们控制了LED彩灯为红色， 但在待机状态时，由于I/O口会处于高阻态，所以LED灯会熄灭。

(7) 按下KEY1按键，会使PA0引脚产生一个上升沿， 从而唤醒系统。

(8) 系统唤醒后会进行复位，从头开始执行上述过程，与第一次上电时不同的是， 这样的复位会使PWR_FLAG_WU标志位改为SET状态，所以这个时候LED彩灯会亮蓝色。

3. 小结

3.1 实验目标

• 理解STM32的待机模式及其工作原理。
• 通过LED和按键观察待机模式的效果。

3.2 实验步骤

1. 硬件连接

• 将LED连接到一个GPIO引脚（例如PA5）。
• 将按键连接到另一个GPIO引脚（例如PC13），确保其配置为外部中断。
• 使用适当的电阻连接LED，以控制电流。

2. 软件配置

1. 创建新项目：在STM32的开发环境中创建一个新项目，选择对应的STM32芯片。
2. 配置GPIO：

• 将PA5设置为输出模式，用于控制LED。
• 将PC13设置为输入模式，并配置为外部中断（EXTI）触发，选择下降沿触发（按键按下）。

3. 编写代码

#include "stm32f4xx.h"  // STM32F4标准固件库头文件

// 定义LED和按键的引脚
#define LED_PIN GPIO_Pin_5
#define LED_PORT GPIOA
#define BUTTON_PIN GPIO_Pin_13
#define BUTTON_PORT GPIOC

void GPIO_Config(void);
void System_Clock_Config(void);
void Enter_Standby_Mode(void);

int main(void)
{
    // 初始化系统时钟
    System_Clock_Config();
    // 配置GPIO
    GPIO_Config();
    // 无限循环
    while (1)
    {
        // 点亮LED，表示系统将进入待机模式
        GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);
        Delay(1000); // 等待1秒
        // 关闭LED，准备进入待机模式
        GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN);
        // 进入待机模式
        Enter_Standby_Mode();
        // 唤醒后再次点亮LED，表示系统已唤醒
        GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);
        Delay(1000); // 等待1秒
    }
}

// 按键中断回调函数
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    // 检查按键引脚是否触发中断
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET)
    {
        // 清除中断标志位
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
    }
}

// 进入待机模式的函数
void Enter_Standby_Mode(void)
{
    // 使能PWR时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
    // 设置待机模式
    PWR_EnterSTANDBYMode();
}

// GPIO配置函数
void GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    // 使能GPIO时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);

    // 配置LED引脚为输出模式
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = LED_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // 配置按键引脚为输入模式并使能外部中断
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = BUTTON_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; // 下拉
    GPIO_Init(BUTTON_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // 配置外部中断
    SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOC, EXTI_PinSource13);

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line13; // 选择按键引脚
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能中断
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
}

// 系统时钟配置函数
void System_Clock_Config(void)
{
    // 配置系统时钟的代码（生成的代码）
    // 例如设置HSE作为系统时钟，配置PLL等
}

// 延时函数，简化处理
void Delay(uint32_t time)
{
    while(time--);
}

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2024.9.25 第一次修订，后期不再维护

2025.1.30 优化代码