在本章节中，首先向大家介绍电源系统结构，接着简述三种低功耗模式，最后重点介绍CKS32F4xx系列如何进入STOP模式以及使用按键实现中断唤醒。

CKS32F4xx电源系统介绍

CKS32F4xx系列的电源系统框图

CKS32F4xx系列的器件工作电压（VDD）为1.8~3.6V。

①备份域电路：包含LSE振荡器、RTC、备份寄存器及备份SRAM。电源开关自动切换VDD和VBAT供电。

②调压器电路(1.2V域)：为备份域及待机电路外的所有数字电路供电，其中包括内核、数字外设及RAM。

③ADC电路和参考电压：ADC工作电源使用VDDA引脚输入，使用VSSA作为独立的地连接，VREF引脚则为ADC提供测量使用的参考电压。

低功耗模式简介

CKS32F4xx系列按功耗由高到低排列，分别是运行、睡眠、停止（STOP）和待机（STANDBY）四种工作模式。上电复位后，CKS32F4xx系列会处于正常运行状态，当不需要继续运行内核时，就可以选择进入后面的三种低功耗模式降低功耗。这三种模式中，电源消耗不同、唤醒时间不同、唤醒源不同，用户需要根据应用需求，选择最佳的低功耗模式。其中，最低功耗的是待机模式，停机模式（STOP）是次低功耗的，最后是睡眠模式。低功耗相关寄存器主要有SCB_SCR、PWR_CR、PWR_CSR，进入各种低功耗需要调用的指令有WFI或WFE，以下做简要介绍。

1.SCB_SCR（系统控制寄存器）

若进入停止模式or待机模式，需将SLEEPDEEP置1。

2.PWR_CR（电源控制寄存器）

若进入停止模式，需将PDDS清0，LPDS选调节器模式；若进入待机模式，需将PDDS置1，清除唤醒位CWUF。

3.PWR_CSR（电源控制/状态寄存器）

若芯片处于待机模式下，需使用使用WKUP引脚唤醒并需要清除WUF标记位。

注：WKUP上升沿才能唤醒待机状态，清除WUF标记位实则需操作CWUF位。

4.WFI与WFE指令

实质上都是内核指令，在库文件core_cmInstr.h中把这些指令封装成了函数，调用它们都能进入低功耗模式。调用时，需要使用函数的格式“__WFI();”和“__WFE();”，这是因为__wfi及__wfe是编译器内置的函数，函数内部使用调用了相应的汇编指令。其中WFI指令决定了它需要用中断唤醒，而WFE则决定了它可用事件来唤醒。

以下表格是对三种低功耗模式的简要概述。

本章中，我们主要对CKS32F4xx系列的低功耗模式—停止模式（STOP）做详细介绍。该模式中，由于其1.2V区域的部分电源没有关闭，会保留内核的寄存器、内存的信息，所以从STOP模式唤醒，并重新开启时钟后，还可以从上次停止处继续执行代码。停止模式可以由任意一个外部中断（EXTI）唤醒。在停止模式中可以选择电压调节器为开模式或低功耗模式，可选择内部FLASH工作在正常模式或掉电模式。那我们如何进入STOP模式，可以按照下述表格中的步骤执行即可：

CKS32F4xx系列标准库把进入STOP模式这部分的操作封装到PWR_EnterSTOPMode函数中了，并且需要注意的是进入STOP模式后，CKS32F4xx系列的所有IO都保持在停止前的状态，且当它被唤醒时，CKS32F4xx系列使用HSI作为系统时钟运行，由于系统时钟会影响很多外设的工作状态，所以一般我们在唤醒后会重新开启HSE，把系统时钟设置为原来的状态。上面表格也提到在停止模式中，还可以控制FLASH的供电，使用库函数PWR_FlashPowerDownCmd配置进入掉电状态还是正常供电状态，本质上是封装了一个对FPDS寄存器位操作的语句，使用时需要再进入停止模式前被调用，可以进一步降低功耗。

采用EXTI唤醒STOP模式实验

程序设计主要要点如下：

① 初始化用于唤醒的中断按键；

② 配置不用的I/O端口；

③ 设置停滞状态是FLASH掉电以及选择电压调节器的工作模式并进入停止状态；

④ 使用按键中断唤醒芯片；

⑤ 重启HSE时钟，使系统完全恢复停止之前的状态。

1）初始化用于唤醒的中断按键

此处选择连接PB1引脚的按键用于将芯片从STOP模式唤醒，代码如下：

void CKS_EXTI_Init(void)
{  
    GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;  
    EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;  
    NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
    
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
    
  /* Configure PB1 as EXTI */  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;    
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;  
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); 
  
  /* Configure PB1 to EXTI line 1 */    
  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOB,EXTI_PinSource1);
  
  /* EXTI configuration */  
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;  
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;  
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;  
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;  
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
  
  /* NVIC configuration */  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

在CKS_EXTI_Init函数中，首先使能GPIOB时钟，又因为用到外部中断，所以必须先使能SYSCFG时钟，接着对GPIOB初始化为上拉输入，并调用函数 SYSCFG_EXTILineConfig配置GPIOB.1连接到中断线1，最后初始化EXTI中断线以及NVIC中断优先级。

void EXTI1_IRQHandler(void)
{  
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET)   
    {       
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);       
    }  
}

在中断服务函数EXTI1_IRQHandler内，主要是清除LINE1上的中断标志位。

2）配置未使用的I/O口

进入STOP模式之前，需要对I/O进行处理，若不处理很多配置为输入浮空的I/O口在受到外界干扰的时候，状态不定，消耗大量的电流，代码如下：

void CKS_Stop_Mode_IO_Set(void)
{  
    /* set pins not used to AIN */  
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH, ENABLE);  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI, ENABLE);
   
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;  
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
   
   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
   GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);   
   GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);     
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);    
   GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);     
   GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStructure);    
   GPIO_Init(GPIOI, &GPIO_InitStructure);   
    
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (~GPIO_Pin_1);      
   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
}

由上述代码可知，我们将没用到的I/O全部设置为模拟输入，保留PB1作为按键，产生外部中断来将芯片从STOP模式唤醒。

3）芯片进入STOP模式

该部分代码一般是程序执行一段时间再调用，我们先使用PWR_FlashPowerDownCmd配置停止模式下FLASH使用掉电模式，随后调用PWR_EnterSTOPMode把调压器设置在低功耗模式，最后使用WFI指令进入停止状态。由上文可知，WFI进入停止模式可由任意的EXTI的中断唤醒，所以此处使用按键中断唤醒是可行的，代码如下：

void CKS_Set_Stop_Mode(void)
{  
    PWR_FlashPowerDownCmd (ENABLE);  
    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);
}

4）主函数配置

本例程中主函数主要对上文所述函数调用，程序编译下载至开发板，先进行相关外设初始化后，直接进入STOP模式，此时按下按键，芯片可立即被唤醒，随即又进入STOP模式，循环往复，主函数代码如下：

int main(void)
{    
    GPIO_Configuration();  
    CKS_EXTI_Init();  
    CKS_Stop_Mode_IO_Set();
   while (1)  
   {          
       CKS_Stop_Mode_IO_Set();    
       CKS_Set_Stop_Mode();    
       SystemInit();        
       Delay(0xffffff);      
   }
}

2023年6月16日，国际公认的测试、检验和认证机构SGS（以下简称：SGS）向小华半导体有限公司（以下简称：小华半导体）颁发了ISO 26262：2018 ASIL D功能安全软件流程认证证书。这是小华半导体继2022年获取ISO 26262功能安全硬件流程认证证书后的第二张功能安全认证证书，标志着小华半导体的汽车芯片研发和软件开发均建立起完全符合汽车功能安全最高等级“ASIL D”级别的流程体系。小华半导体董事长谢文录出席了颁证仪式。

▲ISO 26262:2018汽车功能安全流程认证证书

ISO 26262功能安全流程是建立在健全的质量管理体系基础上的，在本次认证项目中，小华半导体严格按照A-SPICE及ISO 26262标准要求，构建了全生命周期的功能安全标准开发流程，打造了一支既拥有软件开发能力又掌握功能安全开发方法的专业团队。小华半导体功能安全团队与SGS专家紧密合作，一次性通过了ISO 26262 ASIL D功能安全软件流程认证，进一步提升了小华半导体软件开发能力和功能安全水平。

小华半导体董事长谢文录、工程运营副总经理孙广军、SGS中国区总裁助理郑伟、SGS中国汽车功能安全中心产品线经理周娟等双方代表出席了颁证仪式

小华半导体推出的多款车规级MCU，均通过AEC-Q100品质认证，并已成功实现汽车前装市场的批量商用，广泛应用于车身主节点和小节点控制等场景。其中明星产品HC32A系列，支持CANFD、ETH、LIN等汽车通讯接口，软件生态支持AUTOSAR，可提供MCAL及配置工具软件库。未来，小华半导体将继续在现有产品线基础上，围绕汽车电子核心应用，研发高端多核车规MCU，拓宽产品线种类，给予OEM和TIER 1更多选择，推动智能汽车产业向前发展。

✦关于小华半导体

小华半导体有限公司是世界财富500强中国电子信息产业集团有限公司（CEC）旗下集成电路业务平台华大半导体有限公司的核心子公司。小华半导体面向家电、工业、汽车、物联网等领域，专注于核心智能控制芯片的设计，为客户提供通用控制、电机控制、汽车电子、超低功耗四大产品线，以及相应算法和软件在内的一整套系统级解决方案。公司在上海、苏州、成都和海外均设有研发中心，拥有先进的集成电路设计平台和规范的产品开发流程。

✦关于SGS全球功能安全技术中心

SGS是国际公认的测试、检验和认证机构，是质量和诚信的基准。SGS全球汽车安全技术中心能为整车厂和零部件供应商提供一站式解决方案，主要业务涵盖车辆、车规级芯片、半导体的功能安全、ASPICE、SOTIF、信息安全等，并提供技术培训、技术咨询、技术服务、审核认证等服务。全球技术中心负责人Martin Schmidt是ISO 26262的发起者和起草人之一，目前SGS的汽车功能安全专家超过80人，已经为全球客户颁发ISO 26262功能安全及信息安全认证证书超800张。

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 前 言 

随着城市化进程的加快、人们生活水平的提高和节能环保理念的普及，越来越多的人选择了电动车作为代步工具，而两轮电动车的出行半径较短，需要频繁充电，因此在城市中设置两轮车充电桩就非常有必要了。城市中的充电桩不仅能解决两轮车充电难、乱摆放的问题，而且能够更大限度的保证了用户的充电安全，有效降低了充电过程火灾事故的发生。

两轮车充电桩解决方案

上海航芯的两轮车充电桩解决方案以ACM32F403RET7为主控芯片，该方案包含了电源模块、控制模块、显示模块、通讯模块等。ACM32F403主频高达180MHz，带两路CAN接口，可与BMS通信，读取电池相关信息，带四路高速QSPI接口，实现与NFC模块的高效通信，另外带串口、32bit Timer、IO等丰富的外设资源，很好的满足了产品的功能需求，方案框图如下所示：

两轮车充电桩方案框图

充电桩电网中输入220V交流电，通过可控硅、功率MOS管、继电器等开关器件，控制充电的通断，为了充电安全，往往会在电路中增加电流检测以监测充电过程中电流的变化，实现过流保护、空载保护、充满自停等，常见的电流检测方法有：电阻采样、电流互感器采样、霍尔元件采样，一般情况多采样电阻采样。

通讯方面搭配了4G模块和NFC模块，主控芯片通过UART与4G模块通信，连接到后台的充电管理系统，将实时的充电状态同步到后台，也可在APP上操作，远程控制充电的开启和停止。同时也支持NFC刷卡，通过SPI快速检卡，识别持卡用户，认证成功后进行扣费开启充电。

BMS（电池管理系统）主要是监控电池的工作状态（电池的电压、电流和温度）、预测电池的剩余电量（SOC）和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免电池过充、过放、过热和单节电池电压不平衡的现象，从而最大限度的发挥电池的循环寿命。系统预留了CAN接口，以便在充电过程中，BMS可将电池的充电参数（电压、电流、SOC等信息）定时发送给充电机，从而改变充电策略、为调整充电参数提供参考，在充电结束后，BMS将充电完成的信息通过CAN总线发送至充电机，从而切断电源，完成充电。

01、RESET系统

复位MCU可使MCU从已知的初始条件下开始运行。系统复位开始时，片上稳压器处于完全工作状态，系统时钟由内部参考时钟产生。

外部引脚RESET

对于所有的复位源，RESET_B引脚都会被MCU驱动为低电平，时长至少维持128个总线时钟周期，直到闪存初始化完成。在闪存初始化完成后，RESET_B引脚被释放，芯片内部复位信号失效。外部保持RESET_B引脚被拉低，会延迟芯片内部复位信号的失效时间。如果发生外部引脚复位，复位模块的状态寄存器中相应的标志位会被置位。因此，应用软件可以通过读取该寄存器来检测外部引脚的复位。

复位引脚，与其他一些GPIO类似，有一个弱的内部上拉。如果环境和客户的应用存在噪声影响，就必须在复位引脚上直接加一个外部上拉电阻到VDD，以避免发生随机的或意外的复位。关于该引脚允许的电压和电流水平，请参考器件的数据手册。

尽管复位线中的电容对MCU来说不是必须项，但在某些情况下，为了进一步增加ESD保护，会在RESET引脚和地之间添加一个外部电容。上拉电阻和电容的值须根据应用的设计要求选择。关于MCU可检测到的最小RESET脉冲值，请参考器件的数据手册。 

02、RJTAG和TRACE接口

本章节列举了一些常用的调试连接器，大多数ARM开发工具都会使用这些引脚。当开发ARM电路板时，建议使用标准的调试信号排列，以使与调试器的连接更容易。SWD/SWV引脚叠加在JTAG引脚之上，如下所示。

△表1  CVM01xx – JTAG和SWD信号描述

△表2  CVM01xx – JTAG和SWD接口

注意：可以为JTAG信号添加外部上拉/下拉电阻，以增加调试器连接的稳定性。

△图1  JTAG/SWD信号连接

03、调试连接器引脚布局

3.1 20针 Cortex Debug D ETM 连接器

部分较新的ARM微控制器板使用一个1.27mm间距的20针头（Samtec FTSH-110），用于调试和跟踪，20针Cortex Debug D ETM连接器支持JTAG和Serial-Wire调试协议。当使用Serial-Wire调试协议时，TDO信号可用于Serial-Wire观测器的输出，用于跟踪捕获。该连接器还提供了一个4位宽的跟踪端口，用于捕获有更高带宽需求的跟踪调试（例如，当ETM跟踪被启用时）。

△图2  20针Cortex Debug D ETM连接器引脚布局

3.2 10针 Cortex 调试连接器

对于没有ETM的设备，可使用更小的1.27毫米间距的10针连接器（Samtec FTSH-105）进行调试。与20针的Cortex Debug D ETM连接器类似，10针版本的连接器同样支持JTAG和Serial-Wire调试协议。

△图3  10针Cortex调试连接器引脚布局

3.3 传统的20针 IDC 连接器

ARM开发板中常用的调试连接器是20针IDC连接器，20针IDC连接器支持JTAG调试、Serial-Wire调试（SWIO和SWCLK）、串行线输出（SWO）。

nICEDETECT引脚允许目标系统检测是否有调试器连接。当没有调试器连接时，该引脚被拉高，而调试器连接时将该引脚连接到地，常被使用在支持多种JTAG配置的开发板；nSRST连接是可选的，调试器可通过系统控制块（SCB）复位Cortex-M系统，所以此连接在做微控制器顶层设计时常被省略。

△图4  20针的IDC连接器

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