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2019年07月13日 | STM32开发笔记24：STM32L0低功耗设计
2019-07-13 来源：eefocus
这几篇日志将详细记录，自己应用stm32进行低功耗设计的全过程。
使用芯片：STM32L053R8T6
运行模式：
Range 1：电源电压限制在1.71-3.6V，CPU最大运行频率为32MHz。
Range 2：CPU最大运行频率为16MHz。
Range 3：CPU最大运行频率4.2MHz
低功耗模式：
Sleep mode（睡眠模式）、Low-power run mode（低功耗运行模式）、Low-power sleep mode（低功耗睡眠模式）、Stop mode with RTC（带有RTC的停止模式）、Stop mode without RTC（不带RTC的停止模式）、Standby mode with RTC（带有RTC的旁路模式）、Standby mode without RTC（不带RTC的旁路模式）。
在上述这些模式中功耗依次降低，具体值为：
Sleep mode：37uA/MHz
Low-power run mode：8uA
Low-power sleep mode：4.5uA
Stop mode with RTC：1uA
Stop mode without RTC：0.4uA VDD=3.0V
Standby mode with RTC：0.85uA VDD=3.0V
Standby mode without RTC：0.29uA VDD=3.0V
在上述这些模式中，使用时应注意以下几点：
1、睡眠模式，在所有外设全部关闭的条件下，16MHz时，电流为1mA左右，这个数值相对自身的项目来说还是有些大；
2、低功耗运行模式和低功耗睡眠模式，都限制了CPU的最大运行速度，如果CPU需要一直工作选择，该模式是比较合适的；
3、停止模式，电流比较低，唤醒的方法也比较多；
4、旁路模式，里面的RAM中的数据全部丢失，相当于复位重启。
综上所述，停止模式是比较适合大部分项目的，我现在着手于选择停止模式，还完成后续的项目设计工作。
Stop mode without RTC
在停止模式时，RAM和寄存器中的数据全部保留。所有的时钟全部停止，包括PLL、MSI RC、HSI、LSI RC、HSE和LSE 。下图是我项目中用到的时钟的基本情况，仅使用了HSE和PLL。
在stop运行模式时，一些具有唤醒功能的外设，当探索到唤醒条件时，能够使能HSI RC时钟。
在stop运行模式时，电压稳压器处于低功耗模式。任何外部中断先，在3.5us的时间内即可唤醒器件，处理器将处理中断程序或执行后续代码。在STM32中，任何一个GPIO都可以设置为外部中断源，也就是说可以使用任何一个引脚的电平变化，来唤醒CPU。CPU也可以被USB/USART/I2C/LPUART/LPTIMER唤醒。
在本项目中，我希望使用USART或者LPUART进行唤醒，在现阶段USART已经调通。
项目结构
项目的大体结构为：12V给线路板供电，使用DCDC稳压到5V给无线传输模块供电，使用低压差线性稳压芯片稳压为3.3V给STM32L053R8T6供电。无线模块与STM32采用串口连接，平时STM32进入stop模式，当有无线模块发送过来的数据时，唤醒STM32。
当前功耗
下面记录一下现阶段的功耗情况，后面慢慢加入。
只焊接DCDC：232.7uA，此处说明DCDC在空载的情况下，功耗还是比较大的，我的项目限制于12V供电，所以没有太好的方法。如果不需要高电压，建议采用锂电池直接供电，这部分功耗就生下来了。
DCDC两端加大电容：230uA，焊接电容后，由于仍然是空载状态，所以电路电流的下降是一个缓慢的过程，这和给电容的充电曲线是相符合的，最后停留在230uA左右，比不加电容还低3uA，这说明增加电容，可以增加DCDC的转换效率。
简单程序正常运行：4.3mA，程序除了初始化相应的外设外，不进行任何逻辑操作。
STM32处于STOP模式：236uA，板子上只有一个低压差的稳压芯片，没有焊接其它外设。
STM32处于STOP模式（焊接无线模块）：233uA，这个挺神奇的，当然我这个模块还没有进行软件设置，可是电已经供上了，表有问题？
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史海拾趣
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