STM32单片机低功耗模式详解：休眠、待机、深度睡眠，延长续航极限

# 1. STM32单片机低功耗模式概述

STM32单片机提供多种低功耗模式，允许在保持关键功能的同时降低功耗。这些模式通过降低时钟频率、关闭外设和限制电流消耗来实现。

低功耗模式分为三类：休眠模式、待机模式和深度睡眠模式。休眠模式是功耗最低的模式，但它也限制了功能。待机模式功耗较高，但允许更多外设运行。深度睡眠模式介于两者之间，提供较低的功耗和更多的功能。

选择合适的低功耗模式取决于应用的特定要求。在本章中，我们将概述STM32单片机的低功耗模式，并讨论它们的特点和应用。

# 2. 低功耗模式理论详解

### 2.1 休眠模式

#### 2.1.1 休眠模式原理

休眠模式是一种低功耗模式，它允许MCU在保持其状态的同时进入低功耗状态。在此模式下，MCU的所有时钟都停止，包括CPU时钟、外设时钟和系统时钟。唯一保持活动的是RTC（实时时钟），它由独立的时钟源供电。

休眠模式的功耗非常低，通常在微安级。这使其非常适合于电池供电的设备或需要长时间保持低功耗的设备。

#### 2.1.2 休眠模式进入和退出

进入休眠模式需要执行以下步骤：

1. 禁用所有外设。
2. 停止所有时钟。
3. 进入休眠模式。

退出休眠模式需要执行以下步骤：

1. 唤醒MCU（例如，通过外部中断）。
2. 重新启动所有时钟。
3. 启用所有外设。

### 2.2 待机模式

#### 2.2.1 待机模式原理

待机模式是一种低功耗模式，它允许MCU在保持其状态的同时进入低功耗状态。在此模式下，CPU时钟停止，但外设时钟和系统时钟仍然运行。

待机模式的功耗比休眠模式高，但仍比活动模式低。这使其非常适合于需要快速唤醒的设备或需要在低功耗状态下运行外设的设备。

#### 2.2.2 待机模式进入和退出

进入待机模式需要执行以下步骤：

1. 禁用所有不必要的外部中断。
2. 停止CPU时钟。
3. 进入待机模式。

退出待机模式需要执行以下步骤：

1. 唤醒MCU（例如，通过外部中断）。
2. 重新启动CPU时钟。
3. 启用所有必要的外部中断。

### 2.3 深度睡眠模式

#### 2.3.1 深度睡眠模式原理

深度睡眠模式是一种低功耗模式，它允许MCU在保持其状态的同时进入非常低功耗状态。在此模式下，所有时钟都停止，包括CPU时钟、外设时钟和系统时钟。唯一保持活动的是RTC（实时时钟），它由独立的时钟源供电。

深度睡眠模式的功耗非常低，通常在纳安级。这使其非常适合于电池供电的设备或需要长时间保持非常低功耗的设备。

#### 2.3.2 深度睡眠模式进入和退出

进入深度睡眠模式需要执行以下步骤：

1. 禁用所有外设。
2. 停止所有时钟。
3. 进入深度睡眠模式。

退出深度睡眠模式需要执行以下步骤：

1. 唤醒MCU（例如，通过外部中断）。
2. 重新启动所有时钟。
3. 启用所有外设。

| 模式 | 原理 | 功耗 | 唤醒方式 |
|---|---|---|---|
| 休眠模式 | 停止所有时钟 | 微安级 | 外部中断 |
| 待机模式 | 停止CPU时钟 | 毫安级 | 外部中断 |
| 深度睡眠模式 | 停止所有时钟 | 纳安级 | 外部中断 |

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