一、低功耗模式简介

系统提供了多个低功耗模式，可在 CPU 不需要运行时（例如等待外部事件时）节省功耗。由用户根据应用选择具体的低功耗模式，以在低功耗、短启动时间和可用唤醒源之间寻求最佳平衡。

睡眠模式、停止模式及待机模式中，若备份域电源正常供电，备份域内的 RTC 都可以正常运行，备份域内的寄存器的数据会被保存，不受功耗模式影响。

从表中可以看到，这三种低功耗模式层层递进，运行的时钟或芯片功能越来越少，因而功耗越来越低。

模式名称	说明	进入方式	唤醒方式	对1.8V区域时钟的影响	对VDD区域时钟的影响	调压器
睡眠模式	内核停止，所有外设包括M3核心的外设，如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行	调用`WFI`命令	任意中断	内核时钟关，对其他时钟和ADC时钟无影响	无	开
睡眠模式	内核停止，所有外设包括M3核心的外设，如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行	调用`WFE`命令	唤醒事件	内核时钟关，对其他时钟和ADC时钟无影响	无	开
停止模式	所有的时钟都已停止	配置PWR_CR寄存器的`PDDS`+`LPDS`位+`SLEEPDEEP`位+`WFI`或`WFE`命令	任意外部中断`EXTI`(在外部中断寄存器中设置)	关闭所有1.8V区域的时钟	HSI和HSE的振荡器关闭	开启或处于低功耗模式(依据电源控制寄存器的设定)
待机模式	1.8V电源关闭	配置PWR_CR寄存器的`PDDS`+`SLEEPDEEP`位+`WFI`或`WFE`命令	WKUP上升沿、引脚的RTC闹钟事件、NRST引脚上的外部复位、IWDG复位	关闭所有1.8V区域的时钟	HSI和HSE的振荡器关闭	关

1.1 睡眠模式

在睡眠模式中，仅关闭了内核时钟，内核停止运行，但其片上外设，CM3 核心的外设全都还照常运行。有两种方式进入睡眠模式，它的进入方式决定了从睡眠唤醒的方式，分别是 WFI(wait for interrupt) 和 WFE(wait for event)，即由等待“中断”唤醒和由“事件”唤醒。

特性和说明：

立即睡眠： 在执行 WFI 或 WFE 指令时立即进入睡眠模式。

退出时睡眠： 在退出优先级最低的中断服务程序后才进入睡眠模式。

进入方式： 内核寄存器的 SLEEPDEEP=0 ，然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入睡眠模式；SLEEPONEXIT=1 时，进入“退出时睡眠”模式。

唤醒方式： 如果是使用 WFI 指令睡眠的，则可使用任意中断唤醒；如果是使用 WFE 指令睡眠的，则由事件唤醒。

睡眠时： 关闭内核时钟，内核停止，而外设正常运行，在软件上表现为不再执行新的代码。这个状态会保留睡眠前的内核寄存器、内存的数据。

唤醒延迟： 无延迟。

唤醒后： 若由中断唤醒，先进入中断，退出中断服务程序后，接着执行 WFI 指令后的程序；若由事件唤醒，直接接着执行 WFE 后的程序。

1.2 停止模式

在停止模式中，进一步关闭了其它所有的时钟，于是所有的外设都停止了工作，但由于其 1.8V 区域的部分电源没有关闭，还保留了内核的寄存器、内存的信息，所以从停止模式唤醒，并重新开启时钟后，还可以从上次停止处继续执行代码。停止模式可以由任意一个外部中断(EXTI)唤醒，在停止模式中可以选择电压调节器为开模式或低功耗模式。

特性和说明：

调压器低功耗模式： 在停止模式下调压器可工作在正常模式或低功耗模式，可进一步降低功耗。

进入方式： 内核寄存器的 SLEEPDEEP=1，PWR_CR 寄存器中的 PDDS=0，然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入停止模式；PWR_CR 寄存器的 LPDS=0 时，调压器工作在正常模式，LPDS=1 时工作在低功耗模式。

唤醒方式： 如果是使用 WFI 指令睡眠的，可使用任意 EXTI 线的中断唤醒；如果是使用 WFE 指令睡眠的，可使用任意配置为事件模式的 EXTI 线事件唤醒。

停止时： 内核停止，片上外设也停止。这个状态会保留停止前的内核寄存器、内存的数据。

唤醒延迟： 基础延迟为 HSI 振荡器的启动时间，若调压器工作在低功耗模式，还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间。

唤醒后： 若由中断唤醒，先进入中断，退出中断服务程序后，接着执行 WFI 指令后的程序；若由事件唤醒，直接接着执行 WFE 后的程序。唤醒后，STM32 会使用 HSI 作为系统时钟。

1.3 待机模式

待机模式，它除了关闭所有的时钟，还把 1.8V 区域的电源也完全关闭了，也就是说，从待机模式唤醒后，由于没有之前代码的运行记录，只能对芯片复位，重新检测 boot 条件，从头开始执行程序。它有四种唤醒方式，分别是 WKUP(PA0)引脚的上升沿，RTC 闹钟事件，NRST 引脚的复位和 IWDG(独立看门狗)复位。

特性和说明：

进入方式： 内核寄存器的 SLEEPDEEP=1，PWR_CR 寄存器中的 PDDS=1，PWR_CR 寄存器中的唤醒状态位 WUF=0，然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入待机模式。

唤醒方式： 通过 WKUP 引脚的上升沿，RTC 闹钟、唤醒、入侵、时间戳事件或 NRST 引脚外部复位及 IWDG 复位唤醒。

待机时： 内核停止，片上外设也停止；内核寄存器、内存的数据会丢失；除复位引脚、RTC_AF1 引脚及 WKUP 引脚，其它 I/O 口均工作在高阻态。

唤醒延迟： 芯片复位的时间。

唤醒后： 相当于芯片复位，在程序表现为从头开始执行代码。

1.4 WFI与WFE命令

我们了解到进入各种低功耗模式时都需要调用 WFI 或 WFE 命令，它们实质上都是内核指令，在库文件 core_cm3.h 中把这些指令封装成了函数。


#define __WFI __wfi 


#define __WFE __wfe

对于这两个指令，我们应用时一般只需要知道，调用它们都能进入低功耗模式，需要使用函数的格式“__WFI();”和“__WFE();”来调用(因为__wfi 及__wfe 是编译器内置的函数，函数内部调用了相应的汇编指令)。

其中 WFI 指令决定了它需要用中断唤醒，而 WFE 则决定了它可用事件来唤醒。

二、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”

2. 选择 MCU 和封装

3. 配置时钟
RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)
开启 LSE(外部低速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置

4. 配置调试模式
非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire

三、待机模式

3.1 WKUP按键唤醒

3.1.1 流程图

3.1.2 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库的代码：

int main(void)
{ 
    // 检测复位来源
    if(__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_SB) == SET) 
    { 
        __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB);
        printf("\r\n 待机唤醒复位 \r\n");
    }
    else 
    { 
        printf("\r\n 非待机唤醒复位 \r\n");
    }
    ···
    while(1)
    { 
        ···
        HAL_Delay(5000);
        
        __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
        
        HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);
        
        HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
        ···
    }
}

使用 STM32 标准库的代码：

int main(void)
{ 
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
    // 检测复位来源
    if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) == SET) 
    { 
        printf("\r\n 待机唤醒复位 \r\n");
    } 
    else 
    { 
        printf("\r\n 非待机唤醒复位 \r\n");
    }
    ···
    while(1)
    { 
        ···
        Delay(0xFFFF);
        
        PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);     
        
        PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); 
        
        PWR_EnterSTANDBYMode();
        ···
    }
}

3.1.3 添加WKUP按键

添加系统唤醒按键 PA0 ，以便当系统进入待机模式的时候可以通过按键来唤醒。

或者勾选 System Wake-Up

3.1.4 添加LED灯

添加绿灯 PB0 表示本次复位是上电或引脚复位，蓝灯 PB1 表示本次是待机唤醒的复位。
查看 STM32CubeMX学习笔记（2）——GPIO接口使用

3.1.5 添加串口打印

添加 USART1 用于打印信息。
查看 STM32CubeMX学习笔记（6）——USART串口使用

3.1.6 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
不勾：所有初始化代码都生成在 main.c
勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。

点击 GENERATE CODE 生成代码

3.1.7 修改main函数

程序中首先初始化了系统时钟、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。

使用库函数 __HAL_PWR_GET_FLAG 检测 PWR_FLAG_SB 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。

在使用库函数 HAL_PWR_EnableWakeUpPin 发送待机命令前，要先使用库函数 __HAL_PWR_CLEAR_FLAG 清除 PWR_FLAG_WU 标志位，并且使用库函数 HAL_PWR_EnableWakeUpPin 使能 WKUP 唤醒功能，这样进入待机模式后才能使用 WKUP 唤醒。


int main(void)
{ 
  

  

  

  
  HAL_Init();

  

  

  
  SystemClock_Config();

  

  

  
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  
  printf("standby mode test\r\n");

  if(__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_SB) == SET) 
  { 
    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB);
    printf("\r\n standby reset \r\n");
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  }
  else 
  { 
    printf("\r\n normal reset \r\n");
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  }
  

  
  
  while (1)
  { 
    HAL_Delay(5000);
    
    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
    
    HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);
    
    HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
    

    
  }
  
}

3.2 RTC时钟唤醒

3.2.1 添加RTC时钟

查看 STM32CubeMX学习笔记（14）——RTC实时时钟使用

3.1.2 添加LED灯

添加绿灯 PB0 表示本次复位是上电或引脚复位，蓝灯 PB1 表示本次是待机唤醒的复位。
查看 STM32CubeMX学习笔记（2）——GPIO接口使用

3.1.3 添加串口打印