STM32L0低功耗設計1: 需求概述

    這幾篇日誌將詳細記錄，自己應用stm32進行低功耗設計的全過程。

    使用芯片：STM32L053R8T6

    運行模式：

        Range 1：電源電壓限制在1.71-3.6V，CPU最大運行頻率爲32MHz。

        Range 2：CPU最大運行頻率爲16MHz。

        Range 3：CPU最大運行頻率4.2MHz

    低功耗模式：

        Sleep mode（睡眠模式）、Low-power run mode（低功耗運行模式）、Low-power sleep mode（低功耗睡眠模式）、Stop mode with RTC（帶有RTC的停止模式）、Stop mode without RTC（不帶RTC的停止模式）、Standby mode with RTC（帶有RTC的旁路模式）、Standby mode without RTC（不帶RTC的旁路模式）。

        在上述這些模式中功耗依次降低，具體值爲：

            Sleep mode：37uA/MHz

            Low-power run mode：8uA

            Low-power sleep mode：4.5uA

            Stop mode with RTC：1uA

            Stop mode without RTC：0.4uA VDD=3.0V

            Standby mode with RTC：0.85uA VDD=3.0V

            Standby mode without RTC：0.29uA VDD=3.0V

        在上述這些模式中，使用時應注意以下幾點：

            1、睡眠模式，在所有外設全部關閉的條件下，16MHz時，電流爲1mA左右，這個數值相對自身的項目來說還是有些大；

            2、低功耗運行模式和低功耗睡眠模式，都限制了CPU的最大運行速度，如果CPU需要一直工作選擇，該模式是比較合適的；

            3、停止模式，電流比較低，喚醒的方法也比較多；

            4、旁路模式，裏面的RAM中的數據全部丟失，相當於復位重啓。

        綜上所述，停止模式是比較適合大部分項目的，我現在着手於選擇停止模式，還完成後續的項目設計工作。

    Stop mode without RTC

        在停止模式時，RAM和寄存器中的數據全部保留。所有的時鐘全部停止，包括PLL、MSI RC、HSI、LSI RC、HSE和LSE 。下圖是我項目中用到的時鐘的基本情況，僅使用了HSE和PLL。

        在stop運行模式時，一些具有喚醒功能的外設，當探索到喚醒條件時，能夠使能HSI RC時鐘。

        在stop運行模式時，電壓穩壓器處於低功耗模式。任何外部中斷先，在3.5us的時間內即可喚醒器件，處理器將處理中斷程序或執行後續代碼。在STM32中，任何一個GPIO都可以設置爲外部中斷源，也就是說可以使用任何一個引腳的電平變化，來喚醒CPU。CPU也可以被USB/USART/I2C/LPUART/LPTIMER喚醒。

        在本項目中，我希望使用USART或者LPUART進行喚醒，在現階段USART已經調通。

    項目結構

        項目的大體結構爲：12V給線路板供電，使用DCDC穩壓到5V給無線傳輸模塊供電，使用低壓差線性穩壓芯片穩壓爲3.3V給STM32L053R8T6供電。無線模塊與STM32採用串口連接，平時STM32進入stop模式，當有無線模塊發送過來的數據時，喚醒STM32。

    當前功耗

        下面記錄一下現階段的功耗情況，後面慢慢加入。

        只焊接DCDC：232.7uA，此處說明DCDC在空載的情況下，功耗還是比較大的，我的項目限制於12V供電，所以沒有太好的方法。如果不需要高電壓，建議採用鋰電池直接供電，這部分功耗就生下來了。

        DCDC兩端加大電容：230uA，焊接電容後，由於仍然是空載狀態，所以電路電流的下降是一個緩慢的過程，這和給電容的充電曲線是相符合的，最後停留在230uA左右，比不加電容還低3uA，這說明增加電容，可以增加DCDC的轉換效率。

        簡單程序正常運行：4.3mA，程序除了初始化相應的外設外，不進行任何邏輯操作。

        STM32處於STOP模式：236uA，板子上只有一個低壓差的穩壓芯片，沒有焊接其它外設。

        STM32處於STOP模式（焊接無線模塊）：233uA，這個挺神奇的，當然我這個模塊還沒有進行軟件設置，可是電已經供上了，表有問題？