学习目标

  • 了解什么是电池管理单元PMU
  • 了解ARM32中的电源域

  • 了解几种省电模式

    学习内容

    PMU

    PMU全称Power Management Unit，电源管理单元。

    电源域

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    总共有三大电源域，包括VDD / VDDA域，1.2V域和备份域。

    VDD/VDDA域

    VDD/VDDA域如下图：
    114.png
    提供PMU 常规电源供应以下模块的供电：

  • 看门狗

  • 主频晶振
  • 内部晶振
  • ADC和DAC
  • LDO电源转换
  • 上电复位

  • 锁相环

    备份域

    备份域如下图：
    115.png
    备份域提供以下供电：

  • 外部低频时钟晶振

  • RTC
  • 上电复位

  • 电源转换

    1.2V域

    1.2V域如下图所示:
    116.png
    这个作用域主要提供：

  • AHB高速总线的供电

  • APB外设总线的供电
  • 内存

  • Cortex-M4的供电

    省电模式

    总共有三个省电模式：

  • 睡眠模式

  • 深度睡眠模式

  • 待机模式

    睡眠模式

    睡眠模式时，会关闭 1.2V域中的 Cortex-M4的供电。
    118.png

    深度睡眠模式

    进入深度模式时，会关闭 1.2V域中的所有供电；同时关闭VDD/VDDA域中的HXTAL``IRC16M``PLLs
    119.png

    待机模式

    进入待机模式时，会关闭1.2V域中的所有供电；同时关闭VDD/VDDA域中的LDO、IRC16M、HXTAL、PLLs；
    121.png

    几种模式总结

    126.png

    案例需求


    009.png

  • 让LED1 每间隔一段时间闪烁(500ms)

  • 通过串口切换 省电模式

174.png175.png

  • 为KEY2配置外部中断按键，按下时LED2自动切换开关

176.png

  • 为PA0配置外部中断按键，按下时LED3自动切换开关

    模式初始化

    ```c static void sleep_mode() { // 电池管理单元时钟 rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU); // 进入睡眠模式 pmu_to_sleepmode(WFI_CMD);

}

  1. ```c
  2. static void deepsleep_mode() {
  3.     // 电池管理单元时钟
  4.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  5.     // 进入深度睡眠模式
  6.     pmu_to_deepsleepmode(PMU_LDO_LOWPOWER, PMU_LOWDRIVER_ENABLE, WFI_CMD);
  8. }
  1. static void standby_mode() {
  2.     // 电池管理单元时钟
  3.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  4.         pmu_wakeup_pin_enable();
  5.     // 进入待机模式
  6.         pmu_to_standbymode();
  7. }

源码

  2. #include "gd32f4xx.h"
  3. #include "systick.h"
  4. #include <stdio.h>
  5. #include "main.h"
  6. #include "Usart0.h"
  9. static void sleep_mode() {
  10.     // 电池管理单元时钟
  11.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  12.     // 进入睡眠模式
  13.     pmu_to_sleepmode(WFI_CMD);
  15. }
  17. static void deepsleep_mode() {
  18.     // 电池管理单元时钟
  19.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  20.     // 进入深度睡眠模式
  21.     pmu_to_deepsleepmode(PMU_LDO_LOWPOWER, PMU_LOWDRIVER_ENABLE, WFI_CMD);
  23. }
  25. static void standby_mode() {
  26.     // 电池管理单元时钟
  27.     rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);
  28.         pmu_wakeup_pin_enable();
  29.     // 进入待机模式
  30.         pmu_to_standbymode();
  31. }
  33. void Usart0_on_recv(uint8_t* data, uint32_t len) {
  34.     printf("recv: %s\r\n", data);
  36.     if(data[0] == 0x00) {
  37.         printf("sleep mode \r\n");
  38.         sleep_mode();
  39.     } else if(data[0] == 0x01) {
  40.         printf("deepsleep mode \r\n");
  41.         deepsleep_mode();
  42.                 SystemInit();
  43.     } else if(data[0] == 0x02) {
  44.         printf("standby mode \r\n");
  45.         standby_mode();
  46.     } 
  47. }
  49. static void EXTI0_config() {
  50.     uint32_t extix = EXTI_0;
  51.     uint32_t extix_irq = EXTI0_IRQn;
  52.     uint32_t extix_irq_pre = 1;
  53.     uint32_t extix_irq_sub = 1;
  55.     uint32_t extix_trig = EXTI_TRIG_BOTH;
  57.     uint32_t extix_port_rcu = RCU_GPIOA;
  58.     uint32_t extix_port = GPIOA;
  59.     uint32_t extix_pin = GPIO_PIN_0;
  60.     uint32_t extix_src_port = EXTI_SOURCE_GPIOA;
  61.     uint32_t extix_src_pin = EXTI_SOURCE_PIN0;
  63.     /*************** gpio ****************/
  64.     // PA0,
  65.     // 时钟初始化
  66.     rcu_periph_clock_enable(extix_port_rcu);
  67.     // 配置GPIO模式
  68.     gpio_mode_set(extix_port, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, extix_pin);
  70.     /*************** exti ****************/
  71.     // 时钟配置
  72.     rcu_periph_clock_enable(RCU_SYSCFG);
  73.     // 配置中断源
  74.     syscfg_exti_line_config(extix_src_port, extix_src_pin);
  75.     // 中断初始化
  76.     exti_init(extix, EXTI_INTERRUPT, extix_trig);
  78.     // 配置中断优先级
  79.     nvic_irq_enable(extix_irq, extix_irq_pre, extix_irq_sub);
  80.     // 使能中断
  81.     exti_interrupt_enable(extix);
  82.     // 清除中断标志位
  83.     exti_interrupt_flag_clear(extix);
  84. }
  86. static void EXTI1_config() {
  87.     uint32_t extix = EXTI_1;
  88.     uint32_t extix_irq = EXTI1_IRQn;
  89.     uint32_t extix_irq_pre = 1;
  90.     uint32_t extix_irq_sub = 1;
  92.     uint32_t extix_trig = EXTI_TRIG_BOTH;
  94.     uint32_t extix_port_rcu = RCU_GPIOD;
  95.     uint32_t extix_port = GPIOD;
  96.     uint32_t extix_pin = GPIO_PIN_1;
  97.     uint32_t extix_src_port = EXTI_SOURCE_GPIOD;
  98.     uint32_t extix_src_pin = EXTI_SOURCE_PIN1;
  100.     /*************** gpio ****************/
  101.     // PA0,
  102.     // 时钟初始化
  103.     rcu_periph_clock_enable(extix_port_rcu);
  104.     // 配置GPIO模式
  105.     gpio_mode_set(extix_port, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, extix_pin);
  107.     /*************** exti ****************/
  108.     // 时钟配置
  109.     rcu_periph_clock_enable(RCU_SYSCFG);
  110.     // 配置中断源
  111.     syscfg_exti_line_config(extix_src_port, extix_src_pin);
  112.     // 中断初始化
  113.     exti_init(extix, EXTI_INTERRUPT, extix_trig);
  115.     // 配置中断优先级
  116.     nvic_irq_enable(extix_irq, extix_irq_pre, extix_irq_sub);
  117.     // 使能中断
  118.     exti_interrupt_enable(extix);
  119.     // 清除中断标志位
  120.     exti_interrupt_flag_clear(extix);
  121. }
  123. void EXTI0_IRQHandler() {
  124.     // 判断寄存器状态
  125.     if(SET == exti_interrupt_flag_get(EXTI_0)) {
  126.         if(gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_0) == SET)
  127.         {
  128.             /* 按键按下操作的功能 */
  129.             gpio_bit_toggle(GPIOG, GPIO_PIN_3);
  130.             printf("PA0 press!\r\n");
  131.         } else {
  132.             /* 按键松开操作的功能 */
  133.             printf("PA0 release!\r\n");
  134.         }
  135.     }
  136.     // 清除中断标志位
  137.     exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
  138. }
  140. void EXTI1_IRQHandler() {
  141.     // 判断寄存器状态
  142.     if(SET == exti_interrupt_flag_get(EXTI_1)) {
  143.         if(gpio_input_bit_get(GPIOD, GPIO_PIN_1) == SET)
  144.         {
  145.             gpio_bit_toggle(GPIOD, GPIO_PIN_7);
  146.             printf("key2 press!\r\n");
  147.         } else {
  148.             /* 按键松开操作的功能 */
  149.             printf("key2 release!\r\n");
  150.         }
  151.     }
  152.     // 清除中断标志位
  153.     exti_interrupt_flag_clear(EXTI_1);
  154. }
  157. int main(void)
  158. {
  159.     systick_config();
  160.     Usart0_init();
  161.         EXTI0_config();
  162.         EXTI1_config();
  164.         // LED1
  165.     rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
  166.     gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_3);
  167.     gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_MAX, GPIO_PIN_3);
  168.         // LED2
  169.         rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
  170.     gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_7);
  171.     gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_MAX, GPIO_PIN_7);
  172.         // LED3
  173.         rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOG);
  174.     gpio_mode_set(GPIOG, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_3);
  175.     gpio_output_options_set(GPIOG, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_MAX, GPIO_PIN_3);
  177.     while(1) {
  178.         gpio_bit_toggle(GPIOE, GPIO_PIN_3);
  179.         delay_1ms(500);
  180.     }
  181. }

:::danger 注意：
中断优先级配置为NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2情况下：

  1. 串口的抢占优先级不能设置为0，否则系统无法正常睡眠
  2. 深度睡眠的外部中断的抢占优先级必须设置为0或1，否则无法正常唤醒 :::

    练习

  • 实现模式切换，体会不同模式工作情况