STM32单片机低功耗设计：掌握低功耗模式、时钟门控和唤醒机制的诀窍

# 1. STM32单片机低功耗设计概述**

低功耗设计是嵌入式系统设计中至关重要的一环，尤其是在电池供电或对功耗敏感的应用中。STM32单片机凭借其先进的低功耗特性，为实现低功耗设计提供了强大的支持。本章将概述STM32单片机的低功耗设计理念，包括低功耗模式、时钟门控和唤醒机制等关键技术。

# 2. 低功耗模式

STM32单片机提供了多种低功耗模式，以降低系统功耗。这些模式根据设备的活动状态和功耗要求而有所不同。

### 2.1 睡眠模式

睡眠模式是一种低功耗模式，其中 CPU 处于暂停状态，而其他外设可以继续运行。这允许系统在保持基本功能的同时降低功耗。睡眠模式有两种类型：待机模式和停止模式。

#### 2.1.1 待机模式

待机模式是睡眠模式中最浅的模式。在待机模式下，CPU 处于暂停状态，但时钟系统和外设仍然处于活动状态。这允许系统快速从待机模式中唤醒。待机模式的功耗通常在几微安（µA）范围内。

void enter_standby_mode(void) {
    // 进入待机模式
    __WFI();
}

逻辑分析：`__WFI()` 指令将 CPU 置于待机模式，直到发生中断或复位。

#### 2.1.2 停止模式

停止模式是睡眠模式中功耗最低的模式。在停止模式下，CPU 和所有外设都处于暂停状态，只有时钟系统保持活动状态。这允许系统在极低的功耗下保持时间。停止模式的功耗通常在几纳安（nA）范围内。

void enter_stop_mode(void) {
    // 进入停止模式
    __WFI();
}

逻辑分析：`__WFI()` 指令将 CPU 和所有外设置于停止模式，直到发生中断或复位。

### 2.2 掉电模式

掉电模式是一种低功耗模式，其中 CPU 和所有外设都处于关闭状态。这允许系统在极低的功耗下保持时间。掉电模式有两种类型：待机掉电模式和停止掉电模式。

#### 2.2.1 待机掉电模式

待机掉电模式是一种低功耗模式，其中 CPU 和所有外设都处于关闭状态，但时钟系统保持活动状态。这允许系统快速从待机掉电模式中唤醒。待机掉电模式的功耗通常在几皮安（pA）范围内。

void enter_standby_pwr_down_mode(void) {
    // 进入待机掉电模式
    __PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
    __PWR_ENTER_STANDBY_PWRDOWN_MODE();
}

逻辑分析：`__PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU)` 清除唤醒标志，`__PWR_ENTER_STANDBY_PWRDOWN_MODE()` 将系统置于待机掉电模式。

#### 2.2.2 停止掉电模式

停止掉电模式是一种低功耗模式，其中 CPU 和所有外设都处于关闭状态，只有 RTC 保持活动状态。这允许系统在极低的功耗下保持时间。停止掉电模式的功耗通常在几皮安（pA）范围内。

void enter_stop_pwr_down_mode(void) {
    // 进入停止掉电模式
    __PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
    __PWR_ENTER_STOP_PWRDOWN_MODE();
}