RTC
STM32F103 RTC 时钟简介
STM32 的实时时钟
(RTC)是一个独立的定时器。STM32 的 RTC 模块拥有一组连续计数的计数器,在相应软件配置下,可提供时钟
日历
的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期
。
RTC 模块
和时钟配置系统
(RCC_BDCR 寄存器)是在后备区域,即在系统复位或从待机模式唤醒后 RTC 的设置和时间维持不变。但是在系统复位后,会自动禁止访问后备寄存器和 RTC,以防止对后备区域(BKP)的意外写操作。所以在要设置时间之前, 先要取消备份区域(BKP)写保护。
-
STM32 的 RTC 外设
(Real Time Clock),实质是一个掉电后还继续运行的定时器。从定时器的角度来说,相对于通用定时器 TIM 外设
,它十分简单,只有很纯粹的计时和触发中断的功能;但从掉电还继续运行的角度来说,它却是 STM32 中唯一一个具有如此强大功能的外设。所以 RTC外设的复杂之处并不在于它的定时功能,而在于它掉电还继续运行的特性。以上所说的掉电,是指主电源 VDD 断开的情况,为了 RTC 外设掉电继续运行,必须接上锂电池给 STM32 的 RTC、备份发卡通过 VBAT 引脚供电。当主电源 VDD 有效时,由 VDD 给 RTC 外设供电;而当 V:sub:_DD_ 掉电后,由 VBAT 给 RTC 外设供电。但无论由什么电源供电,RTC 中的数据都保存在属于 RTC 的备份域中,若主电源 VDD 和 VBAT 都掉电,那么备份域中保存的所有数据将丢失。备份域除了 RTC 模块的寄存器,还有 42 个 16 位的寄存器可以在 VDD 掉电的情况下保存用户程序的数据,系统复位或电源复位时,这些数据也不会被复位。 -
RTC 的定时器是一个 32 位的计数器,只能向上计数。它使用的时钟源有三种,分别为高速外部时钟的 128 分频(HSE/128)、低速内部时钟 LSI 以及低速外部时钟 LSE;使 HSE分频时钟或 LSI 的话,在主电源 VDD 掉电的情况下,这两个时钟来源都会受到影响,因此没法保证 RTC 正常工作。因此 RTC 一般使用低速外部时钟 LSE,在设计中,频率通常为实时时钟模块中常用的 32.768KHz,这是因为 32768 = 215,分频容易实现,所以它被广泛应用到 RTC 模块。在主电源 VDD 有效的情况下 (待机),RTC 还可以配置闹钟事件使 STM32 退出待机模式。
RTC 的简化框图
RTC
由两个主要部分组),第一部分(APB1 接口)用来和 APB1 总线相连。此单元还包含一组 16 位寄存器,可通过 APB1 总线对其进行读写操作。APB1 接口由 APB1 总线时钟驱动,用来与 APB1 总线连接。-
另一部分(RTC 核心)由一组可编程计数器组成
,分成两个主要模块。第一个模块是 RTC 的预分频模块,它可编程产生 1 秒的 RTC 时间基准 TR_CLK。RTC 的预分频模块包含了一个 20位的可编程分频器(RTC 预分频器)。如果在 RTC_CR 寄存器中设置了相应的允许位,则在每个TR_CLK 周期中 RTC 产生一个中断(秒中断)。第二个模块是一个 32 位的可编程计数器,可被初始化为当前的系统时间,一个 32 位的时钟计数器,按秒钟计算,可以记录 4294967296 秒,约合 136 年左右,作为一般应用,这已经是足够了的。 -
框图中
浅灰色
的部分都是属于备份域的,在 VDD 掉电时可在 VBAT 的驱动下继续运行。这部分仅包括 RTC 的分频器,计数器,和闹钟控制器。若 VDD 电源有效,RTC 可以触发 RTC_Second(秒中断)、RTC_Overflflow(溢出事件) 和 RTC_Alarm(闹钟中断)。从结构图可以分析到,其中的定时器溢出事件无法被配置为中断。若 STM32 原本处于待机状态,可由闹钟事件或 WKUP 事件 (外部唤醒事件,属于 EXTI 模块,不属于 RTC) 使它退出待机模式。闹钟事件是在计数器 RTC_CNT 的值等于闹钟寄存器 RTC_ALR 的值时触发的。 -
RTC 还有一个闹钟寄存器 RTC_ALR,用于产生闹钟。系统时间按 TR_CLK 周期累加并与存储在 RTC_ALR 寄存器中的可编程时间相比较,如果 RTC_CR 控制寄存器中设置了相应允许位,比较匹配时将产生一个闹钟中断。
- RTC 内核完全独立于 RTC APB1 接口,而软件是通过 APB1 接口访问 RTC 的预分频值、计数器值和闹钟值的。但是相关可读寄存器只在 RTC APB1 时钟进行重新同步的 RTC 时钟的上升沿被更新,RTC 标志也是如此。这就意味着,如果 APB1 接口刚刚被开启之后,在第一次的内部寄存器更新之前,从 APB1 上读取的 RTC 寄存器值可能被破坏了(通常读到 0)。因此,若在读取 RTC 寄存器曾经被禁止的 RTC APB1 接口,软件首先必须等待 RTC_CRL 寄存器的 RSF位(寄存器同步标志位,bit3)被硬件置 1。
- 要理解 RTC 原理,我们必须先通过对寄存器的讲解,让大家有一个全面的了解。接下来,我们介绍一下 RTC 相关的几个寄存器。首先要介绍的是 RTC 的控制寄存器,RTC 总共有 2 个控制寄存器
RTC_CRH
和RTC_CRL
,两个都是 16 位的。
UNIX 时间戳
在使用 RTC 外设前,还需要引入 UNIX 时间戳的概念。
如果从现在起,把计数器 RTC_CNT 的计数值置 0,然后每秒加 1,RTC_CNT 什么时候会溢出呢?由于 RTC_CNT 是 32 位寄存器,可存储的最大值为 (232-1),即这样计时的话,在 2 32 秒后溢出,即它将在今后的 136 年时溢出:
N = 232/365/24/60/60 ≈136 年
大多数操作系统都是利用时间戳和计时元年来计算当前时间的,而这个时间戳和计时元年大家都取了同一个标准——UNIX 时间戳和 UNIX 计时元年。UNIX 计时元年被设置为格林威治时间
1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒
,大概是为了纪念 UNIX 的诞生的时代吧,而 UNIX 时间戳即为当前时间相对于 UNIX 计时元年经过的秒数。因为 unix 时间戳主要用来表示当前时间或者和电脑有关的日志时间(如文件创立时间,log 发生时间等),考虑到所有电脑文件不可能在 1970 年前创立,所以用 unix 时间戳很少用来表示 1970 前的时间。在这个计时系统中,使用的是有符号的 32 位整型变量来保存 UNIX 时间戳的,即实际可用计数位数比我们上面例子中的少了一位,少了这一位,UNIX 计时元年也相对提前了,这个计时方法在
2038 年 1 月 19 日 03 时 14 分 07
秒将会发生溢出,这个时间离我们并不远。由于 UNIX 时间戳被广泛应用到各种系统中,溢出可能会导致系统发生严重错误,届时,很可能会重演一次“千年虫”的问题,所以在设计预期寿命较长的设备需要注意。
==RTC_CRH 寄存器==
该寄存器用来控制中断的,我们本章将要用到秒钟中断,所以在该寄存器必须设置最低位为 1,以允许秒钟中断。我们再看看 RTC_CRL 寄存器。
==RTC_CRL 寄存器==
- 该寄存器的
0、3~5 这几个位
,第 0 位是秒钟标志位,我们在进入闹钟中断的时候,通过判断这位来决定是不是发生了秒钟中断。然后必须通过软件将该位清零(写0)。第 3 位为寄存器同步标志位,我们在修改控制寄存器 RTC_CRH/CRL 之前,必须先判断该位,是否已经同步了,如果没有则等待同步,在没同步的情况下修改 RTC_CRH/CRL 的值是不行的。第 4 位为配置标位,在软件修改 RTC_CNT/RTC_ALR/RTC_PRL 的值的时候,必须先软件置位该位,以允许进入配置模式。第 5 位为 RTC 操作位,该位由硬件操作,软件只读。通过该位可以判断上次对 RTC 寄存器的操作是否完成,如果没有,我们必须等待上一次操作结束才能开始下一次操作。 - 第二个要介绍的寄存器是 RTC 预分频装载寄存器,也有 2 个寄存器组成,
RTC_PRLH
和RTC_PRLL
。这两个寄存器用来配置 RTC 时钟的分频数的,比如我们使用外部 32.768K 的晶振作为时钟的输入频率,那么我们要设置这两个寄存器的值为 32767,以得到一秒钟的计数频率。
==RTC_PRLH 的各个位==
RTC_PRLH 只有低四位有效,用来存储 PRL 的 19~16 位。而 PRL的前 16 位,存放在 RTC_PRLL 里面。
下面图片是寄存器RTC_PRLL
的各位描述
- 在介绍完这两个寄存器之后,我们介绍 RTC 预分频器余数寄存器,该寄存器也有 2 个寄存器组成 RTC_DIVH 和 RTC_DIVL,这两个寄存器的作用就是用来获得比秒钟更为准确的时钟,比如可以得到 0.1 秒,或者 0.01 秒等。该寄存器的值自减的,用于保存还需要多少时钟周期获得一个秒信号。在一次秒钟更新后,由硬件重新装载。这两个寄存器和 RTC 预分频装载寄存器的各位是一样的,这里我们就不列出来了。
- RTC 计数器寄存器
RTC_CNT
。该寄存器由 2 个 16位的寄存器组成RTC_CNTH
和RTC_CNTL
,总共 32 位,用来记录秒钟值(一般情况下)。 RTC 闹钟寄存器
,该寄存器也是由 2 个 16 为的寄存器组成RTC_ALRH
和RTC_ALRL
。总共也是 32 位,用来标记闹钟产生的时间(以秒为单位),如果RTC_CN
T 的值与RTC_ALR
的值相等,并使能了中断的话,会产生一个闹钟中断。该寄存器的修改也要进入配置模式才能进行。
我们使用到备份寄存器来存储 RTC 的相关信息
- 备份寄存器是 42 个 16 位的寄存器(精英开发板就是大容量的),可用来存储 84 个字节的用户应用程序数据。他们处在备份域里,当 VDD 电源被切断,他们仍然由 VBAT 维持供电。即使系统在待机模式下被唤醒,或系统复位或电源复位时,他们也不会被复位。
- 此外,BKP 控制寄存器用来管理侵入检测和 RTC 校准功能,这里我们不作介绍。
- 复位后,对备份寄存器和 RTC 的访问被禁止,并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和 RTC 的访问:
- 1)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
- 2)电源控制寄存器(PWR_CR)的 DBP 位来使能对后备寄存器和 RTC 的访问。我们一般用 BKP 来存储 RTC 的校验值或者记录一些重要的数据,相当于一个 EEPROM,不过这个 EEPROM 并不是真正的 EEPROM,而是需要电池来维持它的数据。关于 BKP 的详细介绍请看《STM32 参考手册》的第 47 页,5.1 一节。
==备份区域控制寄存器RCC_BDCR==
RTC 相关的库函数在文件
stm32f10x_rtc.c
和stm32f10x_rtc.h
文件中,BKP 相关的库函数在文件stm32f10x_bkp.c
和文件stm32f10x_bkp.h
文件中。
RTC 正常工作的一般配置步骤
使能电源时钟和备份区域时钟
要访问 RTC 和备份区域就必须先使能电源时钟和备份区域时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
取消备份区写保护
要向备份区域写入数据,就要先取消备份区域写保护(写保护在每次硬复位之后被使能),否则是无法向备份区域写入数据的。我们需要用到向备份区域写入一个字节,来标记时钟已经配置过了,这样避免每次复位之后重新配置时钟。取消备份区域写保护的库函数实现方法。
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //使能 RTC 和后备寄存器访问
复位备份区域,开启外部低速振荡器。
在取消备份区域写保护之后,我们可以先对这个区域复位,以清除前面的设置,当然这个操作不要每次都执行,因为备份区域的复位将导致之前存在的数据丢失,所以要不要复位,要看情况而定。然后我们使能外部低速振荡器,注意这里一般要先判断 RCC_BDCR 的 LSERDY位来确定低速振荡器已经就绪了才开始下面的操作。
==备份区域复位==
BKP_DeInit();//复位备份区域
==开启外部低速振荡器==
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);// 开启外部低速振荡器
选择 RTC 时钟,并使能
通过 RCC_BDCR 的 RTCSEL 来选择选择外部 LSI 作为 RTC 的时钟。然后通过RTCEN 位使能 RTC 时钟。
==选择 RTC 时钟==
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //选择 LSE 作为 RTC 时钟
==RTC 时钟的选择,还有 RCC_RTCCLKSource_LSI 和 RCC_RTCCLKSource_HSE_Div128==
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 时钟
设置 RTC 的分频,以及配置 RTC 时钟
在开启了 RTC 时钟之后,我们要做的就是设置 RTC 时钟的分频数,通过 RTC_PRLH 和RTC_PRLL 来设置,然后等待 RTC 寄存器操作完成,并同步之后,设置秒钟中断。然后设置RTC 的允许配置位(RTC_CRH 的 CNF 位),设置时间(其实就是设置 RTC_CNTH 和 RTC_CNTL两个寄存器)。
==在进行 RTC 配置之前首先要打开允许配置位(CNF)==
RTC_EnterConfigMode();/// 允许配置
==更新配置同时退出配置模式==
RTC_ExitConfigMode();//退出配置模式,更新配置
==设置 RTC 时钟分频数==
void RTC_SetPrescaler(uint32_t PrescalerValue);
==设置秒中断允许==
void RTC_ITConfig(uint16_t RTC_IT, FunctionalState NewState);
==函数的第一个参数是设置秒中断类型,这些通过宏定义定义的==
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断
==设置 RTC 计数值==
void RTC_SetCounter(uint32_t CounterValue)最后在配置完成之后
更新配置,设置 RTC 中断分组
==将配置更新同时退出配置模式,通过 RTC_CRH 的 CNF来实现==
RTC_ExitConfigMode();//退出配置模式,更新配置
在退出配置模式更新配置之后我们在备份区域 BKP_DR1 中写入 0X55aa 代表我们已经初始化过时钟了,下次开机(或复位)的时候,先读取 BKP_DR1 的值,然后判断是否是 0X55aa 来决定是不是要配置。接着我们配置 RTC 的秒钟中断,并进行分组。
==往备份区域写用户数据的==
void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data);
==第一个参数就是寄存器的标号,比如我们要往BKP_DR1 写入 0x55aa==
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X55aa);
==读取备份区域指定寄存器的用户数据==
uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR);
Code
==RTC_Init==
//实时时钟配置
//初始化 RTC 时钟,同时检测时钟是否工作正常
//BKP->DR1 用于保存是否第一次配置的设置
//返回 0:正常
//其他:错误代码
u8 RTC_Init(void)
{
u8 temp=0;
//检查是不是第一次配置时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR |
RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); //①使能 PWR 和 BKP 外设时钟
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //②使能后备寄存器访问
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0x5050) //从指定的后备寄存器中
//读出数据:读出了与写入的指定数据不相乎
{
BKP_DeInit(); //③复位备份区域
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON); //设置外部低速晶振(LSE)
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET&&temp<250)
//检查指定的 RCC 标志位设置与否,等待低速晶振就绪
{
temp++;
delay_ms(10);
}
if(temp>=250)return 1;//初始化时钟失败,晶振有问题
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE); //设置 RTC 时钟
//(RTCCLK),选择 LSE 作为 RTC 时钟
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE); //使能 RTC 时钟
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_WaitForSynchro(); //等待 RTC 寄存器同步
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_EnterConfigMode(); // 允许配置
RTC_SetPrescaler(32767); //设置 RTC 预分频的值
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_Set(2015,1,14,17,42,55); //设置时间
RTC_ExitConfigMode(); //退出配置模式
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0X5050); //向指定的后备寄存器中
//写入用户程序数据 0x5050
}
else//系统继续计时
{
RTC_WaitForSynchro(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE); //使能 RTC 秒中断
RTC_WaitForLastTask(); //等待最近一次对 RTC 寄存器的写操作完成
}
RTC_NVIC_Config(); //RCT 中断分组设置
RTC_Get(); //更新时间
return 0; //ok
}
该函数用来初始化 RTC 时钟,但是只在第一次的时候设置时间,以后如果重新上电/复位都不会再进行时间设置了(前提是备份电池有电),在第一次配置的时候,我们是按照上面介绍的RTC初始化步骤来做的,这里就不在多说了,这里我们设置时间是通过时间设置函数RTC_Set函数来实现的,该函数将在后续进行介绍。这里我们默认将时间设置为 2015 年 1 月 14 日,17点 42 分 55 秒。在设置好时间之后,我们通过 BKP_WriteBackupRegister()函数向 BKP->DR1 写入标志字 0X5050,用于标记时间已经被设置了。这样,再次发生复位的时候,该函数通过BKP_ReadBackupRegister()读取 BKP->DR1 的值,来判断决定是不是需要重新设置时间,如果不需要设置,则跳过时间设置,仅仅使能秒钟中断一下,就进行中断分组,然后返回了。这样不会重复设置时间,使得我们设置的时间不会因复位或者断电而丢失。
该函数还有返回值,返回值代表此次操作的成功与否,如果返回 0,则代表初始化 RTC 成功,如果返回值非零则代表错误代码了。
==RTC_Get==
//得到当前的时间,结果保存在 calendar 结构体里面
//返回值:0,成功;其他:错误代码.
u8 RTC_Get(void)
{ static u16 daycnt=0;
u32 timecount=0;
u32 temp=0;
u16 temp1=0;
timecount=RTC->CNTH; //得到计数器中的值(秒钟数)
timecount<<=16;
timecount+=RTC->CNTL;
temp=timecount/86400; //得到天数(秒钟数对应的)
if(daycnt!=temp) //超过一天了
{
daycnt=temp;
temp1=1970; //从 1970 年开始
while(temp>=365)
{
if(Is_Leap_Year(temp1)) //是闰年
{
if(temp>=366)temp-=366; //闰年的秒钟数
else break;
}
else temp-=365; //平年
temp1++;
}
calendar.w_year=temp1; //得到年份
temp1=0;
while(temp>=28) //超过了一个月
{
if(Is_Leap_Year(calendar.w_year)&&temp1==1)//当年是不是闰年/2 月份
{
if(temp>=29)temp-=29;//闰年的秒钟数
else break;
}
else
{ if(temp>=mon_table[temp1])temp-=mon_table[temp1];//平年
else break;
}
temp1++;
}
calendar.w_month=temp1+1; //得到月份
calendar.w_date=temp+1; //得到日期
}
temp=timecount%86400; //得到秒钟数
calendar.hour=temp/3600; //小时
calendar.min=(temp%3600)/60; //分钟
calendar.sec=(temp%3600)%60; //秒钟
calendar.week=RTC_Get_Week(calendar.w_year,calendar.w_month,calendar.w_date);
//获取星期
return 0;
}
函数其实就是将存储在秒钟寄存器 RTC->CNTH 和 RTC->CNTL 中的秒钟数据(通过函数RTC_SetCounter 设置)转换为真正的时间和日期。该代码还用到了一个 calendar 的结构体,calendar 是我们在 rtc.h 里面将要定义的一个时间结构体,用来存放时钟的年月日时分秒等信息。因为 STM32 的 RTC 只有秒钟计数器,而年月日,时分秒这些需要我们自己软件计算。我们把计算好的值保存在 calendar 里面,方便其他程序调用。
==秒钟中断服务函数==
//RTC 时钟中断
//每秒触发一次
void RTC_IRQHandler(void)
{
if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) //秒钟中断
{
RTC_Get(); //更新时间
}
if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR)!= RESET) //闹钟中断
{
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR); //清闹钟中断
RTC_Get(); //更新时间
printf("Alarm Time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",calendar.w_year,calendar.w_month,
calendar.w_date,calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);//输出闹铃时间
}
RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC|RTC_IT_OW); //清闹钟中断
RTC_WaitForLastTask();
}
待机唤醒
电源对电子设备的重要性不言而喻,它是保证系统稳定运行的基础,而保证系统能稳定运行后,又有低功耗的要求。在很多应用场合中都对电子设备的功耗要求非常苛刻,如某些传感器信息采集设备,仅靠小型的电池提供电源,要求工作长达数年之久,且期间不需要任何维护;由于智慧穿戴设备的小型化要求,电池体积不能太大导致容量也比较小,所以也很有必要从控制功耗入手,提高设备的续行时间。因此,STM32 有专门的电源管理外设监控电源并管理设备的运行模式,确保系统正常运行,并尽量降低器件的功耗。
STM32F103 待机模式简介
很多单片机都有低功耗模式,STM32 也不例外。在系统或电源复位以后,微控制器处于运行状态。运行状态下的 HCLK 为 CPU 提供时钟,内核执行程序代码。当 CPU 不需继续运行时,可以利用多个低功耗模式来节省功耗,例如等待某个外部事件时。用户需要根据最低电源消耗,最快速启动时间和可用的唤醒源等条件,选定一个最佳的低功耗模式。
STM32 的低功耗模式有 3 种:
- 1)
睡眠模式
(CM3 内核停止,外设仍然运行) - 2)
停止模式
(所有时钟都停止) - 3)
待机模式
(1.8V 内核电源关闭)
在运行模式下,我们也可以通过降低系统时钟关闭 APB 和 AHB 总线上未被使用的外设的时钟来降低功耗。
在这三种低功耗模式中,最低功耗的是待机模式,在此模式下,最低只需要 2uA 左右的电流。停机模式是次低功耗的,其典型的电流消耗在 20uA 左右。最后就是睡眠模式了。待机模式可实现 STM32的最低功耗。该模式是在 CM3 深睡眠模式时关闭电压调节器。整个 1.8V 供电区域被断电。PLL、HSI 和 HSE 振荡器也被断电。SRAM 和寄存器内容丢失。
有4 种方式可以退出待机模式,即当一个外部复位(NRST 引脚)、IWDG 复位、WKUP 引脚上的上升沿或 RTC 闹钟事件发生时,微控制器从待机模式退出。从待机唤醒后,除了电源控制/状态寄存器(PWR_CSR),所有寄存器被复位。
- 从待机模式唤醒后的代码执行等同于复位后的执行(采样启动模式引脚,读取复位向量等)。电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)将会指示内核由待机状态退出。
- 在进入待机模式后,除了复位引脚以及被设置为防侵入或校准输出时的 TAMPER 引脚和被使能的唤醒引脚(WK_UP 脚),其他的 IO 引脚都将处于高阻态。
进入待机模式的通用步骤,其中涉及到 2 个寄存器,即电源控制寄存器(PWR_CR)和电源控制/状态寄存器(PWR_CSR)。
==电源控制寄存器(PWR_CR)==
设置 PWR_CR 的 PDDS 位,使 CPU 进入深度睡眠时进入待机模式,同时我们通过 CWUF 位,清除之前的唤醒位。
使能电源时钟
==使能电源时钟==
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //使能 PWR 外设时钟
设置 按键引脚作为唤醒源
使能时钟之后后再设置 PWR_CSR 的 EWUP 位,使能 按键用于将 CPU 从待机模式唤醒。在库函数中,设置使能 按键用于唤醒 CPU 待机模式。
PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); //使能唤醒管脚功能
设置 SLEEPDEEP 位,设置 PDDS 位,执行 WFI 指令,进入待机模式
进入待机模式,首先要设置 SLEEPDEEP 位(该位在系统控制寄存器(SCB_SCR)的第二位,详见《CM3 权威指南》,第 182 页表 13.1),接着我们通过 PWR_CR 设置 PDDS 位,使得 CPU 进入深度睡眠时进入待机模式,最后执行 WFI 指令开始进入待机模式,并等待 按键中断的到来。
void PWR_EnterSTANDBYMode(void);
最后编写 按键 中断函数
因为我们通过 按键 中断(PA0 中断)来唤醒 CPU,所以我们有必要设置一下该中断函数,同时我们也通过该函数里面进入待机模式。
Code
void Sys_Standby(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); //使能PWR外设时钟
PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); //使能唤醒管脚功能
PWR_EnterSTANDBYMode(); //进入待命(STANDBY)模式
}
//系统进入待机模式
void Sys_Enter_Standby(void)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(0X01FC,DISABLE); //复位所有 IO 口
Sys_Standby();
}
//检测 WKUP 脚的信号
//返回值 1:连续按下 3s 以上
// 0:错误的触发
u8 Check_WKUP(void)
{
u8 t=0; //记录按下的时间
LED0=0; //亮灯 DS0
while(1)
{
if(WKUP_KD)
{
t++; //已经按下了
delay_ms(30);
if(t>=100) //按下超过 3 秒钟
{
LED0=0; //点亮 DS0
return 1; //按下 3s 以上了
}
}else
{
LED0=1;
return 0; //按下不足 3 秒
}
}
}
//中断,检测到 PA0 脚的一个上升沿.
//中断线 0 线上的中断检测
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除 LINE10 上的中断标志位
if(Check_WKUP()) //关机?
{
Sys_Enter_Standby();
}
}
//PA0 WKUP 唤醒初始化
void WKUP_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能 GPIOA 和复用功能时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0; //PA.0
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPD; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 IO
//使用外部中断方式
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
//中断线 0 连接 GPIOA.0
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; //设置按键所有的外部线路
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //外部中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); // 初始化外部中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //使能外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //先占优先级 2 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //从优先级 2 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //外部中断通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化 NVIC
if(Check_WKUP()==0) Sys_Standby(); //不是开机,进入待机模式
}
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