一、原理

1、红外发射协议

红外通信的协议有很多种。这个实验使用的是NEC协议。这个协议采用PWM的方法进行调制，利用脉冲宽度来表示 0 和 1 。

NEC 遥控指令的数据格式为：同步码头、地址码、地址反码、控制码、控制反码。同步码由一个 9ms 的低电平和一个 4.5ms 的高电平组成，地址码、地址反码、控制码、控制反码均是 8 位数据格式。按照低位在前，高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性。因此，每帧的数据为 32 位，包括地址码，地址反码，控制码，控制反码。反码可用于解码时进行校验比对。

NEC码的位定义：一个脉冲对应 560us 的连续载波，一个逻辑 1 传输需要 2.25ms（560us 脉冲+1680us 低电平），一个逻辑 0 的传输需要 1.125ms（560us 脉冲+560us 低电平）。而遥控接收头在收到脉冲的时候为低电平，在没有脉冲的时候为高电平，这样，在接收头端收到的信号为：逻辑 1 应该是 560us 低+1680us 高，逻辑 0 应该是 560us 低+560us 高。

红外数据的波形如下图：包括一个同步头和 32 帧数据。

下图可看出，同步头为 9ms 低电平加上 4.5ms 高电平，控制码为 8 个 0，控制反码为 8 个 1。

2、定时器计数

定时器就是按照一个特定的频率对计数值进行加一或减一操作，当数值溢出时则产生一个标志或中断。这里是用定时器计数产生一个周期性的中断。

3、实现方法

利用定时器记录两个下降沿之间的时间，通过该时间判断是否是同步头信息、数据 1 或者数据 0。当检测到同步头，开始记录 32 个数据的时间值。

二、实现

1、配置 GPIO 口下降沿触发中断

示例代码中使用 PA7 管脚，配置为上拉输入模式。

选择下降沿触发，是因为红外接收管默认情况下保持高电平，接收到数据时从高电平转变为低电平。

中断源选择为 EXTI_Line7 ，在库函数中对该中断源定义的服务函数为 EXTI9_5_IRQHandler()，也就是说外部中断 5 到 9 是 共用一个中断服务函数的。

配置代码如下:

void IR_Pin_init()
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource7); 
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; 	 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

2、配置定时器计数值

定时器使用的是 TIM2 通用定时器，模式为向上计数。在该模式中，计数器从 0 计数到自动加载值 (TIMx_ARR计数器的内容) ，然后重新从 0 开始计数并且产生一个计数器溢出事件。

示例函数接收两个参数，分别为预分频器的值和自动加载值。通过调整这两个参数，可以灵活地改变定时器的计数周期。例如在 TIM2 的默认时钟源 PCLK1 为96MHz时，使用语句 Tim2_UPCount_Init(SystemCoreClock/1000000-1,100-1); //0.1ms 进行初始化，可以每 0.1ms 产生一次中断。

示例代码如下：

void Tim2_UPCount_Init(u16 Prescaler,u16 Period)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_StructInit;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_StructInit;
	
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
		
    TIM_StructInit.TIM_Period=Period;
    TIM_StructInit.TIM_Prescaler=Prescaler;
    TIM_StructInit.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_StructInit.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_StructInit.TIM_RepetitionCounter=0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_StructInit);
	
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);	
    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
	
    NVIC_StructInit.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
    NVIC_StructInit.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    NVIC_StructInit.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
    NVIC_StructInit.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
    NVIC_Init(&NVIC_StructInit);
}

3、定时器中断函数统计时间

如上所说，定时器每 0.1ms 计数完成，产生中断，在中断函数中对标志位 ucTim2Flag 加 1，意味着时间过去了 0.1ms。

时间标志位原型为 uint16_t ucTim2Flag; 。

示例代码如下：

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    ucTim2Flag++;
}

4、GPIO 中断函数中接收 32 位数据

在下降沿触发的 IO 口中断函数中，需要实现统计两个下降沿之间的时间，并将其记录在数组中。

下降沿第一次触发时，清除当前定时器中的计数值，以便统计时间。之后每一次下降沿触发就记录下当前计数值，然后再对其清零。如果该时间在同步头的时间区间内，对索引进行清零，表示重新开始接收数据。

完整接收同步头和 32 个数据之后，表示接收完成。

示例代码如下：

uint8_t irdata[33];   //用于记录两个下降沿之间的时间
bool receiveComplete; //接收完成标志位
uint8_t idx;          //用于索引接收到的数值
bool startflag;       //表示开始接收
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    uint16_t ir_time;
    if(startflag)
    {
        ir_time = ucTim2Flag;	
        if(ucTim2Flag < 150 && ucTim2Flag >= 50 ) // 接收到同步头
        {
            idx=0;  // 数组下标清零
        }
		
        irdata[idx] = ucTim2Flag;  // 获取计数时间
        ucTim2Flag = 0;            // 清零计数时间，以便下次统计
        idx++;                     // 接收到一个数据，索引加1
		
        if(idx==33)       // 如果接收到33个数据，包括32位数和以一个同步头
        {
            idx=0;
            ucTim2Flag = 0;
            receiveComplete = TRUE;
        }
    }
    else   // 下降沿第一次触发
    {
        idx = 0;
        ucTim2Flag = 0;
        startflag = TRUE;
    }
	
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);  // 清除中断标志
}

5、判断控制码值

由于中断函数中接收并记录下的数据是两个下降沿之间的时间，并不是红外所发送的数据。因此需要根据红外协议，对 32 个时间进行判断，从而获得红外真正发送的数据。

下面这个函数需要在红外完整接收数据后执行，可通过判断接收完成标志位 receiveComplete 来实现。

示例代码如下：

uint8_t Ir_Server()
{
    uint8_t i,j,idx=1; //idx 从1 开始表示对同步头的时间不处理
    uint8_t temp;
    for(i=0; i < 4; i++)
    {
        for(j=0; j < 8; j++)
        {
            if(irdata[idx] > =8 && irdata[idx] < 15)   //表示 0
            {
                temp = 0;
            }
            else if(irdata[idx] > =18 && irdata[idx] < 25) //表示 1
            {
                temp = 1;
            }
            remote_code[i] << = 1;
            remote_code[i] |= temp;
            idx++;
        }
    }
	
    return remote_code[2];  // 该数组中记录的是控制码，每个按键不一样
    //for(idx=0; idx < 4; idx++)
    //{
    //	printf("remote_code[%d] = %#x\n",idx,remote_code[idx]);
    //}
}

6、主函数

在 main 函数中，对 IO 口和 定时器进行初始化。

主循环中，通过判断接收完成标志位，对接收完成的按键控制码进行打印。

示例代码如下：

void main()
{
    ...
	
    IR_Pin_init();
    Tim2_UPCount_Init(SystemCoreClock/1000000-1,100-1);
 	
    while(1)
    {
        if(repeatEnable)
        {
            repeatEnable = FALSE;
            Ir_Server();
            printf("key_code = %#x\n",remote_code[2]);
        }
    }
  
}

三、演示

如下图为串口打印出接收的红外按键值信息：

说明1：这只是实现红外接收的其中一种方法，网上还有一种比较常见的方法是利用下降沿触发，在中断中进行延迟，判断高电平持续时间以此来判断信号类别。个人感觉这不是一种很好的方法，因为在中断中进行延时会导致主函数得不到及时的处理。

说明2：在调试时，不要在中断处理中加入过多无关语句，例如打印语句，这会导致结果出错。

本文档基于 STM32 F1 系列 MCU，固件库版本 3.5。其他 MCU 及固件库仅需要对库函数略作修改。

前言

客户反馈在批量生产阶段，发现部分产品的MCU的RTC在低温（0℃）下工作不正常，但是在常温下又是正常的，且其他正常的MCU的RTC在常温与低温下都是正常的。

问题跟进

通过与客户邮件沟通，了解到客户使用的MCU型号是STM32F030C6T6TR。在产品的主从结构中主要用作电源管理和时钟管理。通过客户的描述，似乎相同型号不同片子都存在较大的差异。

由于时间紧急，在了解到初步信息后拜访客户，针对客户认为有问题的MCU芯片做针对性试验。通过STM32CubMx生成测试工程，分别使用LSI(40K)，LSE(32.768K)，RTC工作时每秒通过LED1（PB5）取反一次(通过LED1灯是否闪烁来指示RTC是否工作正常)，然后分别测量OSC管脚与PA8脚（输出LSI或LSE），并对比ST官方的NUCLEO-F030板，最终测试结果如下：

1、当使用LSI时，无论常温还是低温下都能正常工作。
2、当使用LSE时，常温下能正常工作，但在低温（0℃）时，RTC不再工作（LED1停止闪烁），且PA8管脚无输出，但保持为高电平，且此时OSC管脚此时是存在32.768K的波形的。
3、通过修改负载电容C1&C2的电容值从5.1pF修改到6.8pF时，原本低温下不工作的RTC又能恢复正常工作。
4、对比ST官方的NUCLEO-F030板子，在常温与低温下均能正常工作。
从测试结果来看，通过修改负载电容的方式能让原本不能正常工作的RTC恢复正常工作，这个似乎为客户的负载电容不能精准的匹配系统的原因所致。
但客户对于这个做法不接受的，理由是现在设计的负载电容5.1pF是通过测试后的值，精度可以达到6.5ppm,但如果改为6.8pF，那么精度将会变到大约30ppm，这个会影响到MCU的RTC的时间精准度，系统在长时间运行后，时间必然会偏差很大，超出设计合理范围，这个是不允许的。

问题分析

既然客户不接受修改负载电容，那么首先我们重新梳理下客户的晶振设计各种参数是否准确，客户的LSE电路设计如下所示：

如上图，图中的MR10 10Mohm这个反馈电阻在实际电路中是没有加的，晶振使用的是TXC的，从晶振厂商提供的数据手册中得到相关参数如下:

再者，由于客户代码中使用的LSE drive配置的是最高等级，从下图芯片对应的数据手册中可以找到对应的gm值为25uA/V,此时的驱动电流为1.6uA：

前面提到过AN2867这个文档，我们打开这个文档，在3.4节，发现有这个要求:

也就是要求gain margin的值要求大于5，这样晶振才能正常起振，那么gain margin又是如何计算的呢?接下来找到gainmargin 的计算公式，如下:

其中gm就是图4中从数据手册中提到的跨导值，STM32F030 LSE的不同驱动等级对应着不同的gm值，由于我们的测试代码使用的是CubeMx自动生成的代码，其默认使用的是最高等级，且客户使用的也是最高等级，因此，这个得出的gm值为25 uA/V, gm有了，那么上面公式中的gmcrit又该如何计算，我们接下来找到它的计算公式，如：

通过晶振对应参数，我们可以得出:
ESR =70KΩ,C0 =1.0pF, CL =7.0pF, 而F就是LSE的频率，为32.768KHz.
于是:
g_mcrit =4 * 7E4 *POWER(2*PI()*32768,2) * POWER ((1.0E-12 + 7.0E-12),2) =7.6E-07
最终得到:
gain_magin =gm/g_mcrit=2.5E-05/7.6E-07 =32.89
这个值是远大于5，因此，理论上不会存在晶振不起振是的问题，实际上当在低温下，之前在测试中也有发现晶振也是有起振，有波形输出的，只不过PA8脚没有波形输出，那个又是什么问题呢？
最终定位到LSE的驱动等级过高，在AN2867这个文档中，有这样的描述：

也就是说，在STM32F0和STM32F3中，当使用最高驱动模式(gm_crit_max=5uA/V, 见Figure9gm_crit_max)时，对应地应该只使用在CL=12.5pF的晶振上，以此避免振荡回路饱和，从而导致启动失败。若此时使用了一个较小的CL(如CL=6pF)，那么会导致振荡频率不稳定和工作周期可能被扭曲。

AN2867随后给出了一张表，列出了驱动等级与gm_min、gm_crit_max的关系，如下:

如上图，对于STM32F0，当使用最高驱动模式High时，此时的gm_min=25 uA/V,这个与数据手册中是一致的，另外gm_crit_max=5uA/V，正是上面所描述的。
也就是说，在使用最高驱动模式下，此时与之对应的CL应该使用12.5pF,而客户所使用的CL是7pF,这个与手册AN2867的建议内容是不相符的。从图4可以看出，在最高驱动等级模式下，此时驱动电流最大(1.6uA)，但这里使用了一个比较小的负载电容(CL=7pF),按AN2867所述，此时有可能导致振荡回路饱和，振荡不稳定，工作周期扭曲。
此时，应该对应地下调这个LSE驱动等级,减小驱动电流，这里有4档(见Figure9):Low,Medium Low,Medium High,High. 目前使用的是High，正是它出了问题，为保守起见，使用Medium High相对合适。

如上图，将LSEDRV[1:0]这两个为修改为10即可，将原先低温下RTC有问题的MCU芯片修改后再次放到低温下进行验证，测试结果为正常。由于此问题是部分芯片有可能会出现的问题，客户需要对修改后的芯片进行持续跟踪，至今没有再反馈出现过此问题，由此，此问题基本解决。

总结

AN2867这个文档总结了关于STM32晶振匹配方面的信息。里边有提到，负载电容CL值越大，所需的驱动电流也就越大，但牵引度越小。这也就解释了表1中通过增大C1&C2的电容值，原本出现问题的RTC能恢复正常的现象，这是由于C1&C2的电容值变大将导致负载电容CL变大，进而对应所需的驱动电流也就跟着增加，这反而减少了在高驱动模式情况下振荡回路出现饱和的机会。

前言

STM32 PCROP专有代码读出保护，将某个区域设置为仅允许执行，可防止代码被非法读出与修改。ST网站提供了免费的PCROP参考代码，但是例程中仅仅提供了用代码设置PCROP。为方便利用PCROP进行知识产权保护的开发和部署，这篇文章提供了方法，可在RDP级别设置为1或者0时，使用代码清除PCROP。

ST网站上的PCROP参考代码

学习使用PCROP，可从ST网站下载文档以及参考代码。文档里有一步一步的详细说明。参考代码则实现了，如何设置编译开发环境去掉文字库(Literal pool)，以避免受保护区域需要被读访问；参考代码也实现了如何利用代码使能PCROP保护以及如何导出接口符号供二次开发使用。

你可以编译运行PCROP参考代码。一旦下载到开发板并运行后，扇区2会自动被设置成PCROP保护。你将无法再次下载代码到该扇区，也无法读出该扇区的内容。若想通过STLink工具解除PCROP保护，则会导致整个Flash被擦除。

使用代码清除PCROP

在熟悉ST网站上的PCROP参考代码基础之上，我们将讨论如何使用代码清除PCROP。

1. 原理

根据STM32用户手册，要想清除PCROP保护，读保护RDP级别必须从1设置成0。也就是说，即使当前RDP级别为0，我们也要使用代码将其设置成1。然后，同时关掉PCROP和将RDP设置成0。这也说明，尽管是清除PCROP保护，我们的代码必须加入RDP的设置函数, 而不能仅仅修改参考代码中的PCROP_Enable的状态字段使其变成PCROP_Disable。

2. 材料准备

开发板： STM32F429I_Discovery

开发工具：
STM32Cube_FW_F4_V1.15.0
STM32CubeExpansion_AN4701_F4_V1.0.0（从ST网站下载的参考代码）
STM32 STLink
IAR/Keil

注：也可以选择其他支持PCROP的STM32系列，并选择相应的STM32开发板与STM32固件库。

3. 代码

• 设置RDP到级别1

该函数在RDP级别为0时，若需要清除PCROP, 必须被使用。

• 设置RDP到级别0

在清除PCROP保护的代码里不会直接调用这个函数。参考手册提到，PCROP的清除必须与RDP从1到0同时发生，而下列RDP_Disable函数则是完整独立的，无法与PCROP的Option bytes同时操作。不过，这个代码的中间部分，也就是实际功能部分，将在清除PCROP时被重用。

• 清除PCROP

下述代码清除PCROP，它基于参考代码中的PCROP_Enable函数改写而成。首先，它通过RDP_Enable将RDP设置成1。注意实验中不要将RDP设置成为2，否则所有的Option bytes将不再被允许修改。然后将RDP和PCROP都设置完毕，调用一次HAL_FLASH_OB_Launch达到同时将RDP设置成1并清除PCROP保护。

4．运行

在主函数中，调用PCROP_Disable可解除PCROP保护。RDP_Enable后需要关闭电源，重新启动，然后系统正常运行解除PCROP保护。解除保护后，可通过STLink确认PCROP Option bytes已恢复，同时也可以看到整个Flash内容已被擦除。

结论

本文讨论了完全使用代码控制PCROP的设置与清除。它可以使用在PCROP代码保护的开发与部署阶段。

随着集成电路的发展和数字信号处理技术的采用，数字示波器已成为集显示、测量、运算、分析、记录等各种功能于一体的智能化测量仪器。数字示波器在性能上也逐渐超越模拟示波器，并有取而代之的趋势。与模拟示波器相比，数字示波器不仅具有可存储波形、体积小、功耗低，使用方便等优点，而且还具有强大的信号实时处理分析功能。因此，数字示波器的使用越来越广泛。目前我国国内自主研发的高性能数字示波器还是比较少，广泛使用的仍是国外产品。因此，有必要对高性能数字示波器进行广泛和深入研究。

本文通过采用高速高性能器件，设计了一实时采样率为60 msa／s的宽带数字示波器。

1 数字示波器的性能参数设计

数字存储示波器的指标很多，包括采样率、带宽、灵敏度、通道数、存储容量、扫描时间和最大输入电压等。其中关键的技术指标主要有采样率、垂直灵敏度（分辨率）、水平扫描速度（分辨率）。这几项指标直接与所选a／d、fifo和高速运放器件的性能，以及电路设计有关。下面根据所选器件的性能参数，合理地分析和确定示波器的采样率和分辨率。

1.1 采样率与水平扫描分辨率

采样率主要取决于a／d转换器的转换速率，常用每秒取样点数sa／s（sample／second）来表示。本系统设计最高实时采样率为60msa／ s，若进一步提高采样率可采用文献提出的等效采样技术，不过等效采样技术的软硬件和价格成本很高。为了使示波器具有较高的信号波形分析细节，采用数字内插技术来恢复和重建信号波形。文献中详细论述了线性内插和正弦内插算法在示波器设计中的应用问题。因此，对这两种内插算法不再详细论述，在本文设计中直接引用文献中的研究成果。根据文献研究结果，取信号每周期采样点数为20，插值倍数为4。水平显示像素点数为400个，共10格。水平扫速与采样时钟频率的关系表如下。

1.2 垂直灵敏度

垂直分辨率的高低直接影响数字示波器对波形细节的显示，垂直分辨率越高，则示波器上的信号波形细节越小，它取决于a／d转换精度和tft的显示分辨率。本文设计中取最大采样输入电压为2 vpp，垂直刻度为8格，共256个像素点，因此垂直精度为0.25 v／格。共设计9个灵敏度档位，每档灵敏度与程控放大倍数的关系如表2所示。

2 数字示波器的硬件设计

2.1 系统硬件总体框图

系统硬件总体框图如图1所示，主要由stm32控制单元，信号输入阻抗匹配单元，信号调理单元，a／d采样与fifo存储单元，时钟单元，tft显示单元等组成。输入信号经阻抗匹配后，送入信号调理单元，将信号的幅度放大或衰减到适合a／d采样的范围内，a／d采样单元对幅度为2vpp的信号进行a／d采样，并将采样结果存入fifo单元中。cpu从fifo中读存数据并进行内插运算，然后根据用户通过键盘输入的指令将信号波形显示在tft液晶屏上。另外，cpu还可以将数据通过rs232接口上传给上位机，或进行打印等处理。

2.2 输入阻抗匹配电路

对于低速数据采集，由于信号反射对信号的传输过程影响微乎其微，所以低速数据采集系统良好的高阻抗性能，对提高系统的测量精确度有很大的意义。本设计中采用电压跟随器实现阻抗变换，数据采集阻抗变换电路的设计方案如图2所示，其输入阻抗为10mω。

2.3 信号调理电路

信号调理电路主要采用具有可变增益的数字程控放大器ad8260。ad8260是ad公司生产的一款大电流驱动器及低噪声数字可编程可变增益放大器。该器件增益调节范围为-6 db～+24 db，可调增益的-3 db带宽为230mhz，可采取单电源或双电源供电。主要用于数字控制自动增益系统、收发信号处理等领域。本设计主要使用其数字控制自动增益功能。ad8260内部的数字程控增益功能框图如图3所示。经阻抗匹配后的信号可直接输入ad8260的17、18脚，经ad8260内部前端放大器6 db的固定增益放大，-30 db程控衰减以及末级放大器18 db固定增益放大后，由7和8脚输出。第11、12、13、14脚为四位数字控制信号（d0、d1、d2、d3），与stm32的i／o口直接连接，实现增益控制。表3给出了ad8260增益调节真值表。

2.4 a／d和fifo电路

在数据采集电路设计中，选用bb公司的8位高速ad转换器ads830e，最高采样频率为60 msa／s，最低采样频率为10 ksa／s。8位转换精度的显示分辨率为256格，能够满足所选用分辨率为640*480的tft显示模块。fifo存储器采用idt7204高速缓存，其缓存深度达1 024 k。fifo存储器是一种双口的sram，没有地址线，随着写入或读取信号对数据地址指针进行递加或递减，来实现寻址。

2.5 时钟电路

时钟产生电路为ad转换器提供一系列的采样时钟信号，共有8种频率，分别对应着不同的水平扫速。时钟产生电路主要由高稳定度的温补晶振，分频器74ls390，多路选择器74f151以及分频器74f74触发器构成。基准时钟信号由一块60 mhz的温度补偿型有源晶体模块提供，输出的60 mhz信号经过分频器的多次分频得到8种不同的频率，然后送入多路选择器74f151。stm32通过对74f151的三根选通信号线进行控制来选择所需的采样频率。另外，中央控制器采用stm32处理器，主频设为80 mhz。显示器采用分辨率为640*480的tft显示模块，与stm32之间采用spi接口。与其它上位机通信采用rs232口。

3 系统软件设计

系统软件设计采用模块化设计方法，整个程序主要由初始化程序、人机交互菜单程序、键盘扫描程序、触发程序、显示程序和数据采集及频率控制程序组成。系统软件的流程图如图4所示。

4 实验测试

在实验室对研制的样品机进行了测试实验，图5和图6分别显示了频率为16.2 khz和1 khz的方波信号。由测试数据分析可得：垂直灵敏度满足要求，电压测量误差≤5％，输入端输入阻抗大于2 mω，实验结果达到了设计要求。

5 小结

为实现一个高采样率，宽频带的便携式数字存储示波器，设计了以stm32为控制核心的数字示波器。硬件平台主要采用了ad8260数字程控增益放大器作为前端信号调理电路，ads830高速宽带模数转换器和idt7204高速缓存作为数字采集电路，以及信号波形采用了tft彩屏显示。另外，通过采用数字内插的数字信号处理算法来重建和还原信号波形，进而改善了信号波形显示细节。最后对研制样品进行了实验室测试，实验结果表明硬件设计思路与软件及算法的处理是正确的，性能参数达到设计要求，可以应用在工程实践中。

数字示波器在信号显示，处理以及带宽等方面比传统模拟示波器更有优势，因此数字示波器是今后示波器发展的重要方向。本文采用stm32高性能arm处理器作为核心控制芯片，能够满足tft彩色波形显示，数字插值算法处理等。通过采用高速ad和fifo器件，实现了高采样率，宽频带的技术要求。

前言

某客户在使用我们的STM32L073芯片做项目的开发，据他们的工程师反映在测量低功耗模式下的唤醒时间，他们测试得到的数据与数据手册中列出的结果不符合，而且差别很大，并且测试了很多片都是这个问题。想咨询我们什么样的测试方法能够得到一个符合手册规范的数值。

一、测试

在这里正好选取了手边有的STM32L053C8-Discovery探索板。
软件里选取“…STM32Cube_FW_L0_V1.9.0\Projects\STM32L053C8-Discovery\Examples\PWR” 目录下的PWR_STANDBY 和PWR_STOP这项目工程，通过这两个低功耗模式做一个说明测量唤醒时间的方法。

1.1 PWR_STANDBY模式

查看相应的参考手册RM，了解standby模式下的特点，主要涉及到参考手册中的如下两个表格：

从这两个表格中，我们可以看到其进入低功耗模式的条件，退出模式的条件，退出后执行的情况。对应表格可以看出，退出STANDBY模式后执行的是RESET复位，唤醒的方法我们选择WKUP唤醒引脚的上升沿；进入低功耗的方法有WFI(wait for interrupt)和WFE(wait for event)。

进入低功耗确认

直接打开运行“…STM32Cube_FW_L0_V1.9.0\Projects\STM32L053C8-Discovery\Examples\PWR” 目录下的PWR_STANDBY项目工程，并且阅读工程目录下的Readme.txt，了解该项目代码是如何进入低功耗模式，以及进入低功耗的寄存器及时钟方面的配置，这里不再赘述，重点是唤醒时间的测量。

唤醒波形的设置

此时程序已经能够正确的进入并能够退出低功耗模式，但由于Discovery探索板上是采用机械按钮B1的唤醒（通过查看该探索板的原理图，可以发现B1连接到的是MCU的PA0引脚，WKUP引脚），基于机械按钮在按下或释放按钮的时候，电平变高或变低的时候，或存在坡度（按键的抖动和按键电路中电容的影响），这样不利于观察唤醒时间的读取，所以可以的操作是：1/去除B1按键相关的电路，比如电容等，使得与其相连的PA0引脚上面没有电路，这时候可以从外部引入发波的波形进入PA0。2/软件代码里配置其它的唤醒引脚输出脉冲用于唤醒；唤醒引脚上波形的上升沿用于唤醒低功耗模式；

唤醒后的第一条语句的执行

从前面的分析可以知道，STANDBY模式唤醒后是执行的复位操作，即对应于IAR项目程序中的Reset Handler。在Reset Handler中添加引脚状态的切换（由低变高，或由高变低），引脚边沿的变化即可理解为唤醒后开始执行第一条语句的时间；这里添加Reset Handler中的函数最好是汇编代码，如果是C语言代码的话，由于编译工具的优化，可能C语言的一句代码，成为汇编语言的话会变成好几条，这就会影响唤醒时间的测量。

唤醒时间的计算

唤醒时间的测量，可以读取时间段= [唤醒引脚上波形的上升沿用于唤醒低功耗模式，引脚边沿的变化即可理解为唤醒后开始执行第一条语句的时间]，也就是两个跳动边沿的时间间隔。

实验结果：

黄色的波形代码的是唤醒引脚PA0上的上升沿，是用于将MCU从Standby模式下唤醒；
蓝色的波形代码的是，MCU从STANDBY模式唤醒后，执行的第一个语句翻转IO口，
可以看出，STANDBY模式唤醒的时间测试结果大致为：70us，快速唤醒，符合数据手册上的描述：

1.2 PWR_STOP模式

同样的操作步骤和上述STANDBY模式类似，只是通过参考手册表格我们可以知道，唤醒STOP模式主要用到的是外部中断事件，WKUP引脚不能唤醒了，唤醒后不是执行RESET服务，而是继续执行进入STOP模式后的下一条指令。

所以基于上述的分析：通过打开示例程序“…STM32Cube_FW_L0_V1.9.0\Projects\STM32L053C8-Discovery\Examples\PWR” 目录下的PWR_STOP项目，主要进行修改如下四个方面：

1/ 系统时钟初始化
修改测试的条件和数据手册中的条件一致，修改SystemClock_Config()函数，这里选取的是系统时钟SYSCLK = 32MHz，HCLK = 16MHZ = HSI；

注意这里用到的PWR_STOPENTRY_WFE，而不是PWR_STOPENTRY_WFI，这样可以避免需要外部的中断事件唤醒处理等的时间，所以这里也可以发现在中断函数中，由于配置为外部中断，下面这个函数在原项目工程中不再起作用了。

也就是说PA0引脚被配置为GPIO_MODE_EVT_FALLING，外部事件模式，而不是外部中断模式。PA0的下降沿用于唤醒STOP模式。
4/唤醒后的第一条指令
修改HAL_PWR_EnterSTOPMode()函数，

所以可以看出，STOP模式下唤醒的时间大约为5.2us，
数据手册中的数据为typ 4.9us，max 7 us，符合手册的说明要求。

二、总结

通过上述的两个示例可以看出，通常结合外部模式（外部中断模式External Interrupt Mode或外部事件模式External Event Mode）和__SEV()指令翻转GPIO口来测量低功耗模式下的唤醒时间测量。
由于外部事件模式不需要额外处理中断时间的特点，所以利用它，我们能够得到更精确的唤醒时间的测量，更适合用于唤醒后执行下一条命令的低功耗模式。