CW32 低功耗模式的特性介绍

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cathy 发布于:周五, 01/06/2023 - 13:16 ,关键词:

CW32系列芯片支持3种工作模式,运行模式、休眠模式以及深度休眠模式,本文以CW32L083为例介绍低功耗模式的特性。MCU上电以后,系统自动进入运行模式,可以通过软件配置,进入休眠或者深度休眠两种低功耗模式,进入低功耗运行状态后,可以通过外设中断触发唤醒机制,使得系统返回到运行模式,三种工作模式的转换机制如下图所示:

1.png

三种模式下CPU、时钟及外设状态:

• 运行模式(Active mode) 

运行模式下 CPU 正常运行,所有模块用户均可正常使用。

• 休眠模式(Sleep mode) 

休眠模式下,CPU 停止运行,所有外设不受影响,所有I/O引脚保持状态不变。

• 深度休眠模式(DeepSleep mode) 

深度休眠模式下,CPU停止运行,高速时钟(HSE、HSIOSC)自动关闭,低速时钟(LSE、 LSI、RC10K、RC150K)保持原状态不变。深度休眠模式的功耗远小于休眠模式。

CW32L083可以使用等待中断专用指令,WFI(Wait for Interrupt),配合系统控制寄存器(SCR, System Control Register)的SLEEPONEXIT和SLEEPDEEP位域,可实现立即进入或退出(中断服务程序)时进入休眠模式或深度休眠模式。

• 立即进入 

执行WFI指令,MCU将立即进入休眠模式(SLEEPDEEP为0时)或深度休眠模式(SLEEPDEEP为1时) 

• 退出时进入 

将SLEEPONEXIT位置1,当退出最低优先级的中断服务程序后,MCU会进入休眠模式(SLEEPDEEP为0时)或深度休眠模式(SLEEPDEEP为 1时),而不需执行WFI指令 。

2.png

注:在深度休眠模式下,系统将自动关闭高速时钟,如果需要在深度休眠模式下使部分外设仍保持运行,则需要在进入深度休眠模式前,启动相应的低速时钟并将该外设时钟设置为此低速时钟。

在休眠模式或深度休眠模式下,均可通过中断来唤醒CPU,返回到运行模式。如果用户在中断服务程序中执行WFI命令进入休眠(包括深度休眠),则需要比此中断更高优先级的中断才能唤醒CPU,因此,强烈建议在准备进入休眠前,应先处理完所有中断服务程序,并且清除所有中断请求和中断标志,以下是配置进入低功耗模式时所需注意的事项。

• 建议在进入低功耗模式前加一段时间的延迟,以免出现上电就进入低功耗模式,无法烧录程序。

• 系统可以配置从Deepsleep唤醒后,系统时钟来源是HSI还是进入休眠前的时钟。

• 系统进入低功耗模式,端口状态不会发生改变,此时需要客户根据实际应用来配置端口状态来达到理想的功耗值,未用端口建议配置为模拟模式。

• 其他的RTC等低功耗运行模块因在深度休眠下高速时钟停止运行,所以如果需要在深度休眠模式下运行RTC等模块,需配置模块时钟源为LSI或LSE。

根据上述内容,可以配置CW32L083的低功耗应用的例程,具体的代码可以查看CW32L083的固件库中PWR_CurrentConsumption这一例程,配置PA04和PA05为引脚输入,并开启下降沿中断,在中断服务函数改变gKeyStatus的值,从而使得MCU在main中进入低功耗休眠模式。

volatile uint8_t gKeyStatus;  
volatile uint32_t gFlagWakeUpIrq = 0;  
int main(void)
{

   RCC_HSI_Enable( RCC_HSIOSC_DIV6); //配置系统时钟为HSI 8M
   InitTick(8000000ul); //初始化SysTick
   LED_Init();         //LED初始化
   BSP_PB_Init();  //按键初始化
   while (1)
   {
      gKeyStatus = 0;//在没有进入低功耗模式前,PC03每间隔1s翻转一次状态
      do
      {
     PC03_TOG();         //翻转LED1
      SysTickDelay(1000);   //延迟1s.
      } while (gKeyStatus == 0);       
      PC03_SETLOW();         //PC03置低
      DeepSleepModeTest();    //进入深度睡眠模式
    }
}

//按键初始化,设置PA05沿下降沿触发中断
void BSP_PB_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    //打开GPIOA时钟
    REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOA_Msk);
    GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_5;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
    GPIO_InitStructure.IT = GPIO_IT_FALLING;
    GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_ConfigFilter(CW_GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_FLTCLK_RC10K);
    //设置GPIOA的中断等级为3
    NVIC_SetPriority(GPIOA_IRQn, 0x03);
    GPIOA_INTFLAG_CLR(GPIOx_ICR_PIN5_Msk );
    NVIC_EnableIRQ(GPIOA_IRQn);
}

//LED I/O初始化
void LED_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    //打开GPIO时钟
    REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk);
    GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    PC03_SETLOW();
}

void DeepSleepModeTest(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = { 0 };
  PWR_InitTypeDef PWR_InitStructure = { 0 };
  
  //打开GPIO时钟
  REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN,SYSCTRL_AHBEN_GPIOA_Msk|\
  SYSCTRL_AHBEN_GPIOB_Msk | \
  SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk | SYSCTRL_AHBEN_GPIOF_Msk);
  
  GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
  GPIO_InitStructure.IT = GPIO_IT_NONE;
  GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_All;
  GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_Init(CW_GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_Init(CW_GPIOF, &GPIO_InitStructure);  
  //关闭GPIO时钟
  REGBITS_CLR(CW_SYSCTRL->AHBEN,SYSCTRL_AHBEN_GPIOA_Msk| \
  SYSCTRL_AHBEN_GPIOB_Msk | \
  SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk | SYSCTRL_AHBEN_GPIOF_Msk);
  BSP_PB_Init();             //按键初始化
  // 唤醒后自动使用内部高速时钟(HSI)
  RCC_WAKEUPCLK_Config(RCC_SYSCTRL_WAKEUPCLKEN);
  PWR_InitStructure.PWR_Sevonpend = PWR_Sevonpend_Disable;
  PWR_InitStructure.PWR_SleepDeep = PWR_SleepDeep_Enable;
  PWR_InitStructure.PWR_SleepOnExit = PWR_SleepOnExit_Disable;
  PWR_Config(&PWR_InitStructure);
  PWR_GotoLpmMode();
  SYSCLKConfig_DeepSleep();
  LED_Init();
  SysTickDelay(200);
  PC02_SETHIGH();
  }
}
//GPIOA中断服务函数
void GPIOA_IRQHandler(void)
{
 if(REGBITS_GET(CW_GPIOA->ISR, GPIOx_ISR_PIN5_Msk) > 0)
    {
        gKeyStatus = 1;
        GPIOA_INTFLAG_CLR(GPIOx_ICR_PIN5_Msk);//清除CW_GPIO中断标志
    }
}

上述代码可以看到在未进入低功耗模式之前,LED1每1s翻转一次,通过按键KEY2进入低功耗模式后,LED1灯灭,当再次按下KEY2后,重新回到正常的运行模式,LED1每一秒翻转一次。通过测量可以得到,进入到低功耗模式之后,功耗显著降低。

来源:武汉芯源半导体

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