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NBDK-L4：基础实验教程

删除1,082字节，2019年2月22日 (五) 10:44

无编辑摘要

这一章节主要讲解Standby待机模式：

待机模式允许通过BOR实现最低功耗。它基于Cortex®-M4深度睡眠模式，禁用稳压器（保留SRAM2内容时除外）。 ~~PLL，HSI16，MSI和HSE振荡器也被关闭。~~ ~~除了备份域和备用电路中的寄存器外，SRAM1和寄存器内容都会丢失。~~ PLL，HSI16，MSI和HSE振荡器也被关闭。除了备份域和备用电路中的寄存器外，SRAM1和寄存器内容都会丢失。如果在PWR_CR3寄存器中设置了比特RRS，则可以保留SRAM2内容。在这种情况下，低功耗稳压器为ON，仅为SRAM2提供电源。BOR始终处于待机模式。当使用高于VBOR0的阈值时，消耗增加。{| class="wikitable"|+如何进出Standby待机模式（代码中的具体体现）!进入Standby模式的流程!退出Standby模式的流程~~如何进入Standby状态：~~|-|1.复位RTC和备份区域~~如何退出Standby状态：~~2.清除唤醒标志，重新设置唤醒引脚

3.调用进入standby模式的函数

|1.唤醒引脚外部中断触发

2.程序从main()函数处重启

|}

{| class="wikitable"

|+STM32L476RC唤醒引脚说明

!WakeUP引脚编号

!对应引脚名称

|-

|PWR_CR3_EWUP1

|PA0

|-

|PWR_CR3_EWUP2

|PC13

|-

|PWR_CR3_EWUP3

|无

|-

|PWR_CR3_EWUP4

|PA2

|-

|PWR_CR3_EWUP5

|PC5

|}

''''

=== 硬件设计 ===

~~选择STM32L4的内部FLASH。~~选择STM32L4的电源控制。

''''

# 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。

# 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。

# ~~将SW1拨到USB端，SW2拨到MCU。# 使用Keil打开基础实验的实验21~~使用Keil打开基础实验的实验24-~~内部Flash。# 使用Xshell打开miniUSB虚拟出的COM口~~低功耗待机。

# 下载程序，并完成功能测试。

=== 实验验证 ===

~~下载完成后，我们可以先按下UP按键，然后按下RIGHT按键，可以看到串口打印“0xA1A2A3A4A5A6A7A8,0xB1B2B3B4B5B6B7B8,”字样。~~下载完成后，实现现象分为如下几种情况： 1.PC5上拉高电平，此时按下复位按键重新启动程序，可以看到：LED先缓慢闪烁2次后，快速周期闪烁现象分析：程序上电检测到PC5为高电平，程序正常运行，模块没有进入低功耗待机模式。 2.PC5下拉低电平，此时按下复位按键重新启动程序，可以看到：LED缓慢闪烁2次后，停止闪烁现象分析：程序上电检测到PC5为低电平，模块进入低功耗待机模式。 3.先执行完现象2。然后我们将PC5上拉高电平唤醒模块，唤醒后PC5保持低电平，可以看到：LED缓慢闪烁2次后，停止闪烁现象分析：执行完现象2，模块进入低功耗待机模式后，我们利用PC5引脚上拉唤醒模块，程序重新从main()函数处重新启动，检测到PC5此时为低电平，模块重新进入到低功耗待机。

~~然后我们按下DOWN按键，然后按下RIGHT按键，可以看到串口打印“0xC1C2C3C4C5C6C7C8,0xD1D2D3D4D5D6D7D8,”字样。~~4.先执行完现象2。然后我们将PC5上拉高电平唤醒模块，唤醒后PC5保持高电平，可以看到：LED先缓慢闪烁2次后，快速周期闪烁

以此类推，当我们不断重新按下UP或者DOWN按键，然后按下RIGHT按键，可以看到串口打印的值一直在变动。所以我们实验成功，可以对内部进行擦除、写入、读取的操作。~~[[文件:NBDK-XSHELL-FLASH.png|边框|居中|无框|759x759像素]]~~现象分析：执行完现象2，模块进入低功耗待机模式后，我们利用PC5引脚上拉唤醒模块，程序重新从main()函数处重新启动，检测到PC5此时为高电平，程序正常运行，模块没有进入到低功耗待机模式。

=== 源码详解 ===

本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。

此文件位于“实验21-内部Flash\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。

~~此例程我们主要给大家展示STM32L4的内部flash读取，flash是任何例程都需要用到的，所以flash的宏定义一直都是有使能的。~~此例程我们主要给大家展示STM32L4的电源控制部分，PWR宏定义是每个例程都需要使能的。<syntaxhighlight lang="c" line="1" start="103">

// 使能的宏

#define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片

#define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO

~~#define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA~~

~~#define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART~~

</syntaxhighlight>

==== main.c ====

定义待会准备写入数据的flash地址，注意一定是程序未被使用的部分。在这个例程中，我们展示用的是bank2中的地址，且能被8整除，不然在后面的地址判断中会被认为是错误的地址。 ~~其次我们还定义了两个不同的数组，用于向flash写入不同的值，用于展示擦除重写功能。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="31">// 定义准备写入的flash地址（bank2中地址，且能被8整除）#define FLASH_SAVE_ADDR 0x08031800~~ ~~// 定义准备写入flash中的数据#define textLen 0x02uint64_t textBuf1[textLen] = {0xA1A2A3A4A5A6A7A8,0xB1B2B3B4B5B6B7B8};uint64_t textBuf2[textLen] = {0xC1C2C3C4C5C6C7C8,0xD1D2D3D4D5D6D7D8};~~ </syntaxhighlight>下面这个函数，是一个转换格式的函数，主要功能是将64bit的数据转换成字符串，这样方便我们待会将从flash中获取的数据可视化打印到串口。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="39">//******************************************************************~~// 64bit数据转成字符串函数，用来展示串口打印从flash读出的值~~//******************************************************************~~char *FlashData_Hex2Str( uint64_t pData )~~{ ~~char hex[] = "0123456789ABCDEF";~~ ~~static char str[17]; // 长度设置为17，字符串最后有一个\0~~ ~~char *pStr = str;~~ ~~for(uint8_t i = 1; i < 17; i++ )~~ { *pStr++ = hex[(pData>>(64-4*i))&0x000000000000000F]; } *pStr = 0; ~~return str;~~}~~</syntaxhighlight>~~main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。

~~因为这个例程用到的是内部flash，所以我们不需要去进行flash部分的初始化，只需要初始化串口和按键，用于展示我们的实验现象。~~接下来我们初始化了LED，在这个例程中LED是用于展示实验现象的。程序上电，或者从待机模式中唤醒重新启动，都会缓慢闪烁2次。而后程序如果没有进入待机模式，则LED 500ms周期闪烁。

int main(void)

{

// 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）

SystemClock_Config();

// 初始化LED

LED_Init();

// ~~初始化USART1~~控制LED闪烁2次，展示待机唤醒后会复位 ~~MX_USART1_UART_Init~~ HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_15); HAL_Delay(1000); HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_15); HAL_Delay(1000); HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_15); HAL_Delay(1000); HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_15);

// ~~初始化按键引脚~~进入待机模式，初始化唤醒引脚 ~~MX_KEY_Init~~WKUP_Init();

~~//注册按钮回调函数~~

~~KEY_RegisterCb(AppKey_cb);~~

//

while(1) { ~~KEY_Poll(); // 按键轮训，监测是否有按键被按下~~ }}</syntaxhighlight>按键回调函数中，我们可以分别按下UP或者DOWN按键，来向内部flash未被程序使用的地址中写入不同的数据，然后可以通过按下按键RIGHT的方式，来获取flash中刚刚写入<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="100">~~void AppKey_cb(uint8_t key)~~{ ~~// 如果有相应按键被按下，则串口打印调试信息~~ ~~if(key & KEY_UP)~~ { ~~ST_Flash_Write(FLASH_SAVE_ADDR, textBuf1, textLen); // flash中写入textBuf1~~ } ~~if(key & KEY_DOWN)~~ { ~~ST_Flash_Write(FLASH_SAVE_ADDR, textBuf2, textLen); // flash中写入textBuf2~~ } ~~if(key & KEY_LEFT)~~ { } ~~if(key & KEY_RIGHT~~)

{

~~uint64_t dataBuf[textLen];~~ ~~ST_Flash_Read~~HAL_Delay(~~FLASH_SAVE_ADDR, dataBuf, textLen~~500); ~~// 读取flash中的数据~~ ~~for~~HAL_GPIO_TogglePin(~~uint32_t i=0; i< textLen; i++)~~ { ~~printf("0x%s~~GPIOA,~~",FlashData_Hex2Str(dataBuf[i])~~GPIO_PIN_15); // ~~将读取的数据转成字符串打印到串口~~ }控制LED引脚状态取反，LED闪烁

}

</syntaxhighlight>

==== gyu_util.c ====

请参照实验01中的介绍。

基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。

==== ~~gyu_stflash~~gyu_standby.c ====~~检测准备写入数据的flash地址，flash地址必须满足位于bank2、且能被8整除的条件限制，否则认定为非法地址。~~ ~~如果是合法的地址，则返回地址编号，如果是非法的，则返回0。~~系统进入待机模式的函数，在系统进入待机模式之前，为了将功耗降到最低，我们将复位所有的IO，禁止所有IO口的时钟，并且复位RTC和备份区域，为了后续能够通过唤醒引脚唤醒，我们使能一下唤醒引脚，最后调用系统函数进入待机模式。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="3234">~~uint32_t ST_Flash_AddrCheck~~void Sys_Enter_Standby(~~uint32_t addr~~void){ __HAL_RCC_AHB2_FORCE_RESET(); // 复位所有IO口 __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE(); __HAL_RCC_GPIOD_CLK_DISABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE(); ~~uint32_t page~~__HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE(); __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 使能PWR时钟

// ~~如果地址小于STM32 flash bank2起始地址，或者不能整除8（一个字节8bit）~~复位RTC和备份区域 if__HAL_RCC_BACKUPRESET_FORCE(~~addr < STM32_FLASH_BANK2 || addr % 8~~); // 复位备份区域 { ~~return 0~~HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); // ~~认为是错误的地址，返回0~~后备区域访问使能 }__HAL_RCC_BACKUPRESET_RELEASE(); // 备份区域复位结束

// ~~计算page编号，注意：bank2 page页编码从256开始，所以计算的值要加192~~清楚唤醒标志位，设置唤醒引脚 HAL_PWR_DisableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN5); // ~~例如计算得出64，则代表是page256，具体请参考芯片手册~~禁用WKUP唤醒，WKUP5 = PC5 ~~page =~~ __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(~~addr - STM32_FLASH_BASE~~PWR_FLAG_WU) ; // ~~STM_SECTOR_SIZE + 192~~清除Wake_UP标志 HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN5); // 设置WKUP用于唤醒，WKUP5 = PC5

HAL_PWR_EnterSTANDBYMode(); // ~~判断是否为bank2 page~~进入待机模式} ~~if(page~~</syntaxhighlight>~~255 && page~~PC5中断函数以及外部中断触发时的回调函数。<~~320~~syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="58">// EXTI line5 中断函数void EXTI9_5_IRQHandler(void) { ~~return page;~~ } ~~else~~ { ~~return 0~~HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_5); }

}

<//******************************************************************// fn : HAL_GPIO_EXTI_Callback//// brief : 外部中断回调函数///~~syntaxhighlight>内部flash擦除函数，用于擦除bank2中的一页，具体是哪一页，由上一个函数的返回值决定。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="66"~~/ param : GPIO_Pin->引脚编号//// return : nonevoid ~~ST_Flash_Erase~~HAL_GPIO_EXTI_Callback(~~uint32_t page~~uint16_t GPIO_Pin)

{

~~FLASH_EraseInitTypeDef FLASH_EraseInitStruct;~~ // ~~Flash擦除结构体~~ ~~FLASH_EraseInitStruct.Banks = FLASH_BANK_2; // 选择Bank2~~ ~~FLASH_EraseInitStruct.NbPages =1; // 只擦除1页~~ ~~FLASH_EraseInitStruct.Page = page; // 页编号~~ ~~FLASH_EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES; // 擦除页~~ ~~uint32_t PageError;~~ ~~// 擦除所选页，并使能擦除中断~~ if(~~HAL_FLASHEx_Erase(&FLASH_EraseInitStruct,&PageError) !~~GPIO_Pin == ~~HAL_OK~~GPIO_PIN_5)

{

~~_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);~~

}

</syntaxhighlight>~~内部flash写函数，用于向内部flash的指定地址，写入我们指定的数据。~~上电后检测PC5电平，用于判断是否进入低功耗待机的函数。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="9289">uint8_t PWR_Check_Standby(void ~~ST_Flash_Write(uint32_t addr, uint64_t* pbuf, uint16_t len~~)

{

~~uint32_t page;~~ ~~// 检测地址，确认地址是否是bank2的page~~ ~~page = ST_Flash_AddrCheck~~if(HAL_GPIO_ReadPin(~~addr~~GPIOC,GPIO_PIN_5)); // ~~如果地址不正确，则退出写函数~~ ~~if(!page)~~采集PC5引脚电压

{

return1;

}

~~HAL_FLASH_Unlock(); // flash解锁~~ ~~// 擦除对应的flash page~~ ~~ST_Flash_Erase(page);~~ ~~for(uint32_t i = 0; i < len; i++)~~else

{

~~// 向指定flash地址写入数据，数据为64bit~~ ~~if( HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_DOUBLEWORD, addr, pbuf[i]) != HAL_OK )~~ { ~~_Error_Handler(__FILE__, __LINE__)~~return 0; } ~~addr += 8; // 地址位移8个字节（一个字节是8bit）~~

}

</syntaxhighlight>待机模式初始化函数，包含了对于唤醒引脚PC5的初始化和中断使能，最后根据检测的PC5电平判断是否进入低功耗待机模式。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="109">

void WKUP_Init(void)

{

// 定义GPIO结构体

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

// 使能GPIOC引脚时钟（引脚：PC5）

__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

// 配置按键引脚

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; // 选择PC5

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING; // 上升沿中断触发

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; // 下拉

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FAST; // 快速

HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); // 初始化引脚

// 配置PC5的上升沿中断，也就是EXTI line5

HAL_PWREx_EnableGPIOPullDown(PWR_GPIO_C, PWR_GPIO_BIT_5);

HAL_PWREx_EnablePullUpPullDownConfig();

HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 10, 0);

HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);

~~HAL_FLASH_Lock();~~ // ~~flash上锁~~检查是否是正常开机}~~</syntaxhighlight>内部flash读函数，用于从内部flash指定地址中读取我们想要获取的数据。<syntaxhighlight lang="c++" line="1" start="133">void ST_Flash_Read~~ if(PWR_Check_Standby(~~uint32_t addr, uint64_t *pbuf, uint32_t len~~){ ~~uint16_t buf[4];~~ ~~for(uint32_t i~~ == 0~~; i < len; i++~~)

{

~~for~~Sys_Enter_Standby(~~uint32_t j = 0; j < 4; j++)~~ { buf[j] = *(__IO uint16_t*)~~addr~~; // ~~获取地址的值（16bit）~~ ~~addr += 2; // 地址位移2个字节（16bit）~~ } ~~// 将获取的4个16bit数据拼接一下~~ ~~pbuf[i] = buf[0] + ((uint64_t)buf[1]<<16) + ((uint64_t)buf[2]<<32) + ((uint64_t)buf[3]<<48);~~不是开机，进入待机模式

}

Jinx

行政员、管理员

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