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【经验之谈】基于STM32L053芯片使用STM32CUBE软件开发低功耗设备的经验分享

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STMCU小助手 发布时间:2022-12-9 21:00

(1)更换ST平台背景

最近NXP的芯片买不到了,之前产品都是使用NXP是L系列做低功耗应用,现在订货交期都是50周往上,买散料一片喊出来的价格300+,这个价格令人望而生畏,太过分了,哈哈。

没办法只能切平台了,之前搞了一批GD的片子回来,做了一个项目,但是那个项目不需要低功耗,有电源适配器供电,不需要考虑功耗问题,手上这个新项目电池供电,GD就没办法用了,只能让采购搞点ST回来试试,选了ST的L系列,哈哈,ST的花点钱还是能搞到货。ST的低功耗模式没有NXP那么多种,大类有5类:1、睡眠模式,2、低功耗运行模式3、低功耗睡眠模式4、停止模式 5、待机模式

我看了一下,1、2、3类功耗偏高,不适合目前使用,第5类等于唤醒芯片复位,SRAM数据都不能保存,IO状态也不能保证,这个也用不了,适合这个项目的就是第4、停止模式,手册上标注停止模式最低0.8uA,这个比一般的MCU低多了,完全够用了,如下图:

(2)低功耗调试经验

常规经验(这个是参考前辈的经验):

1、外设时钟必须切换为内部时钟;

2、不用的外设全部关闭,要用再开就是了;

3、浮空引脚必须配置为下拉;这个直接在STM32cube软件里面配置就行了

4、硬件上的上拉、下拉电阻切记不能随便加,使用到的外围芯片也要注意功耗问题;外围的功能供电须加mos管做开关。

5、对进入低功耗有好几种情况可以选择(睡眠、停机、待机),不同模式唤醒机制略有不同;

6、你需要一个测试过的低功耗的DEMO,测试硬件上的问题或移植到你的工程,这是最靠谱的;

这次是第一次使用ST的L系列,直接参考手册做的电路,焊接的时候,专门留了一块板子,外围功能器件不焊接,只焊接MCU和芯片周围的器件直接做了一块最小系统板用了调试功耗,这个是我的习惯,一般做一个新项目,新MCU的话,会焊一块最基本的板子,用来调功耗。然后找到官方的低功耗例程,来验证,这次开始功耗特别大,烧官方的例程也有300多uA,后来检查电路,发现BOOT0的电平可选择电阻选择有问题,太小了,换了一个10M之后,功耗立马降到3uA,这个基本上够用了,待机电流也不是越低越好,现在的一次性锂亚电池,做的容量都很大,待机电流太小,如果采集周期也很长的话,容易照成电池钝化,也会影响使用周期。

(3)STM32CUBE使用经验分享

1. 新建一个工程

第一步肯定是下载软件,这个就不多说了,找官方下载就行了,对应的L系列还需要安装一个软件包,之前用了F429,这次试用L053又下载了一个安装包。

双击打开这个软件

打开之后选择新建一个工程:

等待软件加载一些功能之后,选择你的MCU

找到你的MCU之后,双击它就行了

就出现了我们可以配置的界面,下面就是我们选择的MCU:

具体的使用大家慢慢摸索,哈哈。

使用这个STM32cube软件,也没有像官方说的那样,新手也能用好,我感觉完全的新手估计够呛,起码时钟树就很难理解,之前搞飞思卡尔,也就是现在的NXP的,都是看寄存器手册然后对照例程学习,想一步到位估计够呛。有些经验的,使用这个软件配置初始化还比较合适,各项功能很清晰。

2. 配置我们需要的IO口和功能

按照具体的项目配置IO口和功能,下图是我最近这个项目用到的,3个串口,一个ADC监视电池电压,5个按键中断,然后还有一些IO控制,内部的EEPROM,RTC定时器和硬件看门狗。

本来也可以用内部HSI,我担心频率不那么精准,串口通讯波特率可能会有些问题,还是加了一个外部8M晶振,配置一下时钟树。

配置完之后生成代码,选着保存的目录等等

还有一个自动配置未使用的IO 为输入状态

3. 在低功耗前提下各个功能程序处理经验

在低功耗前提下,使用各个功能,就要做到,用到打开,用完立即关闭。

以采集电池电量为例,如下

u16 Get_VBat(void)

{

        float  temp;

        u16 BATTER_VALUE,VREFINT_CAL;

        u16 Ref_Vol;

        u16 Vdc;

      

        MX_ADC_Init();  //重新初始化

      

        BATTER_VALUE = GET_ADC(ADC_CHANNEL_0);

        Ref_Vol = GET_ADC(ADC_CHANNEL_VREFINT);

               

        printf("电池:%d\r\n",BATTER_VALUE);

        printf("基准:%d\r\n",Ref_Vol);

      

        BATTER_VALUE = 2*BATTER_VALUE;

      

        temp=((float)BATTER_VALUE/Ref_Vol)*1.24;

        Vdc = (u16)(temp*1000);

        printf("Vdc=%u\r\n",Vdc);

      

        HAL_ADC_DeInit(&hadc);    //关闭ADC采集

        return Vdc;

}

使用ADC重新初始化,用完之后马上关闭。

4. 低功耗实现命令

低功耗命令实际就一句话就行了,再加上唤醒配置和暂停系统时钟中断。STM32系统自动就把时钟重新选择了,不需要我们自己弄,这个比较方便,之前做NXP的每一项低功耗对时钟都有要求,进之前要自己切换时钟才行,不然可能会报错。在停止模式下,VCORE 域中的所有时钟都会停止,PLL、MSI、HSI16 和 HSE RC 振荡器也被禁止。内部 SRAM 和寄存器内容将保留。

具体函数如下:

                HAL_SuspendTick();     //挂起(暂停)系统时钟中断

                HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON,                                    PWR_STOPENTRY_WFI);  //0.75ma  WFI任意中断唤醒  WFE唤醒事件

                HAL_ResumeTick();           // /*唤醒之后恢复系统时钟中断 */

STOP模式LPUART1和任意的外部中断,RTC中断都可以唤醒,唤醒之后需要重新初始化系统时钟,才能保证你的功能正常运行。

总结:

整体来说STM32L053的体验还不错,功耗也很低,整体这个项目画板子焊接调试2周多的时间就基本上搞定,目前搞了几台设备到现场去测试了,大功能没啥问题,哈哈。

这个项目使用的功能不多,主要就是串口和低功耗,然后使用了内部的EEPROM保存一些关键参数,希望能给大家一点有用的帮助。3 U) {* i2 @0 r' |. r) X+ L. Q
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  r4 r8 @) q. c( @1 a' N" u0 y0 B作者:laocuo1142

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