Linux系统挂载新固态硬盘的方法,触觉智能工控主板演示
本文介绍Linux系统下新固态硬盘的挂载,使用触觉智能RK3568工控主板演示(型号IDO-SBC3528) 检测固态...
单芯片解决方案,开启全新体验——W55MH32 高性能以太网单片机
W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太网单片机,它为用户带来前所未有的集成化体验。这颗芯片将强大的组件集于一身,具体来说,一颗W55MH32内置高性能Arm® Cortex-M3核心,其主频最高可达216MHz;配备1024KB FLASH与96KB SRAM,满足存储与数据处理需求;集成TOE引擎,包含WIZnet全硬件TCP/IP协议栈、内置MAC以及PHY,拥有独立的32KB以太网收发缓存,可供8个独立硬件socket使用。如此配置,真正实现了All-in-One解决方案,为开发者提供极大便利。
在封装规格上,W55MH32 提供了两种选择:QFN100和QFN68。
W55MH32L采用QFN100封装版本,尺寸为12x12mm,其资源丰富,专为各种复杂工控场景设计。它拥有66个GPIO、3个ADC、12通道DMA、17个定时器、2个I2C、5个串口、2个SPI接口(其中1个带I2S接口复用)、1个CAN、1个USB2.0以及1个SDIO接口。如此丰富的外设资源,能够轻松应对工业控制中多样化的连接需求,无论是与各类传感器、执行器的通信,还是对复杂工业协议的支持,都能游刃有余,成为复杂工控领域的理想选择。 同系列还有QFN68封装的W55MH32Q版本,该版本体积更小,仅为8x8mm,成本低,适合集成度高的网关模组等场景,软件使用方法一致。更多信息和资料请进入网站或者私信获取。
此外,本W55MH32支持硬件加密算法单元,WIZnet还推出TOE+SSL应用,涵盖TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等,为网络通信安全再添保障。
为助力开发者快速上手与深入开发,基于W55MH32L这颗芯片,WIZnet精心打造了配套开发板。开发板集成WIZ-Link芯片,借助一根USB C口数据线,就能轻松实现调试、下载以及串口打印日志等功能。开发板将所有外设全部引出,拓展功能也大幅提升,便于开发者全面评估芯片性能。
若您想获取芯片和开发板的更多详细信息,包括产品特性、技术参数以及价格等,欢迎访问官方网页,我们期待与您共同探索W55MH32的无限可能。
第二十七章 电源管理——实现低功耗
本章参考资料:《W55MH32参考手册》。
1 W55MH32的电源管理简介
电源对电子设备的重要性不言而喻,它是保证系统稳定运行的基础,而保证系统能稳定运行后,又有低功耗的要求。 在很多应用场合中都对电子设备的功耗要求非常苛刻,如某些传感器信息采集设备,仅靠小型的电池提供电源,要求工作长达数年之久, 且期间不需要任何维护;由于智慧穿戴设备的小型化要求,电池体积不能太大导致容量也比较小,所以也很有必要从控制功耗入手, 提高设备的续行时间。因此,W55MH32有专门的电源管理外设监控电源并管理设备的运行模式,确保系统正常运行,并尽量降低器件的功耗。
1.1 电源监控器
W55MH32芯片主要通过引脚VDD从外部获取电源,在它的内部具有电源监控器用于检测VDD的电压, 以实现复位功能及掉电紧急处理功能,保证系统可靠地运行。
1.1.1 上电复位与掉电复位(POR与PDR)
当检测到VDD的电压低于阈值VPOR及VPDR时,无需外部电路辅助,W55MH32芯片会自动保持在复位状态,防止因电压不足强行工作而带来严重的后果。 见下图,POR与PDR 。在刚开始电压低于VPOR时(约1.92V), W55MH32保持在上电复位状态(POR,Power On Reset),当VDD电压持续上升至大于VPOR时,芯片开始正常运行,而在芯片正常运行的时候, 当检测到VDD电压下降至低于VPDR阈值(约1.88V),会进入掉电复位状态(PDR,Power Down Reset)。
1.1.2 可编程电压检测器PVD
上述POR、PDR功能是使用其电压阈值与外部供电电压VDD比较,当低于工作阈值时,会直接进入复位状态,这可防止电压不足导致的误操作。 除此之外,W55MH32还提供了可编程电压检测器PVD,它也是实时检测VDD的电压,当检测到电压低于编程的VPVD阈值时, 会向内核产生一个PVD中断(EXTI16线中断)以使内核在复位前进行紧急处理。该电压阈值可通过电源控制寄存器PWR_CSR设置。
使用PVD可配置8个等级,见下表,PVD的阈值等级 。 其中的上升沿和下降沿分别表示类似图 POR与PDR 中VDD电压上升过程及下降过程的阈值。
阈值等级 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
级别 0 | 上升沿 | 2.1 | 2.18 | 2.26 | V |
级别 0 | 下降沿 | 2 | 2.08 | 2.16 | V |
级别 1 | 上升沿 | 2.19 | 2.28 | 2.37 | V |
级别 1 | 下降沿 | 2.09 | 2.18 | 2.27 | V |
级别 2 | 上升沿 | 2.28 | 2.38 | 2.48 | V |
级别 2 | 下降沿 | 2.18 | 2.28 | 2.38 | V |
级别 3 | 上升沿 | 2.38 | 2.48 | 2.58 | V |
级别 3 | 下降沿 | 2.28 | 2.38 | 2.48 | V |
级别 4 | 上升沿 | 2.47 | 2.58 | 2.69 | V |
级别 4 | 下降沿 | 2.37 | 2.48 | 2.59 | V |
级别 5 | 上升沿 | 2.57 | 2.68 | 2.79 | V |
级别 5 | 下降沿 | 2.47 | 2.58 | 2.69 | V |
级别 6 | 上升沿 | 2.66 | 2.78 | 2.9 | V |
级别 6 | 下降沿 | 2.56 | 2.68 | 2.8 | V |
级别 7 | 上升沿 | 2.76 | 2.88 | 3 | V |
级别 7 | 下降沿 | 2.66 | 2.78 | 2.9 | V |
1.2 W55MH32的电源系统
为了方便进行电源管理,W55MH32把它的外设、内核等模块根据功能划分了供电区域, 其内部电源区域划分见下图,W55MH32的电源系统 :
从框图了解到,W55MH32的电源系统主要分为备份域电路、内核电路以及ADC电路三部分,介绍如下:
ADC电源及参考电压(VDDA供电区域)
为了提高转换精度,W55MH32的ADC配有独立的电源接口,方便进行单独的滤波。 ADC的工作电源使用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。
调压器供电电路(VDD/1.8V供电区域)
在W55,H32的电源系统中调压器供电的电路是最主要的部分,调压器为备份域及待机电路以外的所有数字电路供电,其中包括内核、 数字外设以及RAM,调压器的输出电压约为1.8V,因而使用调压器供电的这些电路区域被称为1.8V域。
调压器可以运行在“运行模式”、“停止模式”以及“待机模式”。在运行模式下,1.8V域全功率运行;在停止模式下1.8V域运行在低功耗状态, 1.8V区域的所有时钟都被关闭,相应的外设都停止了工作,但它会保留内核寄存器以及SRAM的内容;在待机模式下,整个1.8V域都断电, 该区域的内核寄存器及SRAM内容都会丢失(备份区域的寄存器不受影响)。
备份域电路(后备供电区域)
W55MH32的LSE振荡器、RTC及备份寄存器这些器件被包含进备份域电路中,这 部分的电路可以通过W55MH32的VBAT引脚获取供电电源, 在实际应用中一般会使用3V的纽扣电池对该引脚供电。
在图中备份域电路的左侧有一个电源开关结构,它的功能类似图 双二极管结构 中的双二极管, 在它的“1”处连接了VBAT电源,“2”处连接了VDD主电源(一般为3.3V), 右侧“3”处引出到备份域电路中。当VDD主电源存在时,由于VDD电压较高, 备份域电路通过VDD供电,节省纽扣电池的电源,仅当VDD掉电时, 备份域电路由纽扣电池通过VBAT供电,保证电路能持续运行,从而可利用它保留关键数据。
1.3 W55MH32的功耗模式
按功耗由高到低排列,W55MH32具有运行、睡眠、停止和待机四种工作模式。上电复位后W55MH32处于运行状态时,当内核不需要继续运行, 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。三种低功耗的模式说明见下表,W55MH32的低功耗模式说明:
模式 | 说明 | 进入方式 | 唤醒方式 | 对 1.8V 区域时钟的影响 | 对 VDD 区域时钟的影响 | 调压器 |
睡眠 | 内核停止,所有外设(如 NVIC、SysTick 等)仍运行 | 调用 WFI 命令 调用 WFE 命令 |
任一中断 唤醒事件 |
内核时钟关,其他时钟和 ADC 时钟无影响 | 无 | 开 |
停止 | 所有时钟停止 | 配置PWR_CR 寄存器的PDDS + LPDS + SLEEPDEEP 位 + WFI/WFE 命令 | 任一外部中断(在外部中断寄存器中设置) | 关闭所有 1.8V 区域的时钟 | HSI 和 HSE 振荡器关闭 | 开启或低功耗模式(依电源控制寄存器设定) |
待机 | 1.8V 电源关闭 | 配置PWR_CR 寄存器的PDDS + SLEEPDEEP 位 + WFI/WFE 命令 | WKUP 引脚上升沿、RTC 闹钟事件、NRST 外部复位、IWDG 复位 | - | - | 关 |
从表中可以看到,这三种低功耗模式层层递进,运行的时钟或芯片功能越来越少,因而功耗越来越低。
1.3.1 睡眠模式
在睡眠模式中,仅关闭了内核时钟,内核停止运行,但其片上外设,CM3核心的外设全都还照常运行。有两种方式进入睡眠模式, 它的进入方式决定了从睡眠唤醒的方式,分别是WFI(wait for interrupt)和WFE(wait for event),即由等待“中断”唤醒和由“事件”唤醒。 睡眠模式的各种特性见下表,睡眠模式的各种特性:
特性 | 说明 |
立即睡眠 | 在执行 WFI 或 WFE 指令时立即进入睡眠模式。 |
退出时睡眠 | 在退出优先级最低的中断服务程序后才进入睡眠模式。 |
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP = 0,然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入睡眠模式; 另外若内核寄存器的SLEEPONEXIT=0 时,进入 “立即睡眠” 模式,SLEEPONEXIT=1 时,进入 “退出时睡眠” 模式。 |
唤醒方式 | 如果是使用 WFI 指令睡眠的,则可使用任意中断唤醒; 如果是使用 WFE 指令睡眠的,则由事件唤醒。 |
睡眠时 | 关闭内核时钟,内核停止,而外设正常运行,在软件上表现为不再执行新的代码。这个状态会保留睡眠前的内核寄存器、内存的数据。 |
唤醒延迟 | 无延迟。 |
唤醒后 | 若由中断唤醒,先进入中断,退出中断服务程序后,接着执行 WFI 指令后的程序;若由事件唤醒,直接接着执行 WFE 后的程序。 |
1.3.2 停止模式
在停止模式中,进一步关闭了其它所有的时钟,于是所有的外设都停止了工作,但由于其1.8V区域的部分电源没有关闭, 还保留了内核的寄存器、内存的信息,所以从停止模式唤醒,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。 停止模式的各种特性见下表,停止模式的各种特性:
特性 | 说明 |
调压器低功耗模式 | 在停止模式下调压器可工作在正常模式或低功耗模式,可进一步降低功耗 |
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP =1,PWR_CR 寄存器中的PDDS=0,然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入停止模式; PWR_CR 寄存器的LPDS=0 时,调压器工作在正常模式,LPDS=1 时工作在低功耗模式; |
唤醒方式 | 如果是使用 WFI 指令睡眠的,可使用任意 EXTI 线的中断唤醒; 如果是使用 WFE 指令睡眠的,可使用任意配置为事件模式的 EXTI 线事件唤醒。 |
停止时 | 内核停止,片上外设也停止。这个状态会保留停止前的内核寄存器、内存的数据。 |
唤醒延迟 | 基础延迟为 HSI 振荡器的启动时间,若调压器工作在低功耗模式,还需要加上调压器从低功耗切换至正常模式下的时间。 |
唤醒后 | 若由中断唤醒,先进入中断,退出中断服务程序后,接着执行 WFI 指令后的程序;若由事件唤醒,直接接着执行 WFE 后的程序。唤醒后,会使用 HSI 作为系统时钟。 |
1.3.3 待机模式
待机模式,它除了关闭所有的时钟,还把1.8V区域的电源也完全关闭了,也就是说,从待机模式唤醒后,由于没有之前代码的运行记录, 只能对芯片复位,重新检测boot条件,从头开始执行程序。它有四种唤醒方式,分别是WKUP(PA0)引脚的上升沿,RTC闹钟事件, NRST引脚的复位和IWDG(独立看门狗)复位。
特性 | 说明 |
进入方式 | 内核寄存器的SLEEPDEEP =1,PWR_CR 寄存器中的PDDS=1,PWR_CR 寄存器中的唤醒状态位WUF=0,然后调用 WFI 或 WFE 指令即可进入待机模式; |
唤醒方式 | 通过 WKUP 引脚的上升沿,RTC 闹钟、唤醒、入侵、时间戳事件或 NRST 引脚外部复位及 IWDG 复位唤醒。 |
待机时 | 内核停止,片上外设也停止;内核寄存器、内存的数据会丢失;除复位引脚、RTC_AF1 引脚及 WKUP 引脚,其它 I/O 口均工作在高阻态。 |
唤醒延迟 | 芯片复位的时间 |
唤醒后 | 相当于芯片复位,在程序表现为从头开始执行代码。 |
在以上讲解的睡眠模式、停止模式及待机模式中,若备份域电源正常供电, 备份域内的RTC都可以正常运行,备份域内的寄存器的数据会被保存,不受功耗模式影响。
2 电源管理相关的库函数及命令
W55MH32标准库对电源管理提供了完善的函数及命令,使用它们可以方便地进行控制,本小节对这些内容进行讲解。
2.1 配置PVD监控功能
PVD可监控VDD的电压,当它低于阈值时可产生PVD中断以让系统进行紧急处理, 这个阈值可以直接使用库函数PWR_PVDLevelConfig配置成前面表 PVD的阈值等级 中说明的阈值等级。
2.2 WFI与WFE命令
我们了解到进入各种低功耗模式时都需要调用WFI或WFE命令,它们实质上都是内核指令, 在库文件core_cm3.h中把这些指令封装成了函数,见代码清单:电源管理-1 :
代码清单:电源管理-1 WFI与WFE的指令定义(core_cm3.h文件)
/** brief 等待中断 等待中断 是一个暂停执行指令 暂停至任意中断产生后被唤醒 */ #define __WFI __wfi /** brief 等待事件 等待事件 是一个暂停执行指令 暂停至任意事件产生后被唤醒 */ #define __WFE __wfe
对于这两个指令,我们应用时一般只需要知道,调用它们都能进入低功耗模式, 需要使用函数的格式“__WFI();”和“__WFE();”来调用(因为__wfi及__wfe是编译器内置的函数,函数内部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,关于它们更详细的区别可查阅《cortex-CM3/CM4权威指南》了解。
2.3 进入停止模式
直接调用WFI和WFE指令可以进入睡眠模式,而进入停止模式则还需要在调用指令前设置一些寄存器位, W55MH32标准库把这部分的操作封装到PWR_EnterSTOPMode函数中了,它的定义见代码清单:电源管理-2 :
代码清单:电源管理-2 进入停止模式
/** * @brief 进入停止模式 * * @note 在停止模式下所有I/O的会保持在停止前的状态 * @note 从停止模式唤醒后,会使用HSI作为时钟源 * @note 调压器若工作在低功耗模式,可减少功耗,但唤醒时会增加延迟 * @param PWR_Regulator: 设置停止模式时调压器的工作模式 * @arg PWR_MainRegulator_ON: 调压器正常运行 * @arg PWR_Regulator_LowPower: 调压器低功耗运行 * @param PWR_STOPEntry: 设置使用WFI还是WFE进入停止模式 * @arg PWR_STOPEntry_WFI: WFI进入停止模式 * @arg PWR_STOPEntry_WFE: WFE进入停止模式 * @retval None */ void PWR_EnterSTOPMode(uint32_t PWR_Regulator, uint8_t PWR_STOPEntry) { uint32_t tmpreg = 0; /* 检查参数 */ assert_param(IS_PWR_REGULATOR(PWR_Regulator)); assert_param(IS_PWR_STOP_ENTRY(PWR_STOPEntry)); /* 设置调压器的模式 ------------*/ tmpreg = PWR->CR; /* 清除 PDDS 及 LPDS 位 */ tmpreg &= CR_DS_MASK; /* 根据PWR_Regulator 的值(调压器工作模式)配置LPDS,MRLVDS及LPLVDS位*/ tmpreg |= PWR_Regulator; /* 写入参数值到寄存器 */ PWR->CR = tmpreg; /* 设置内核寄存器的SLEEPDEEP位 */ SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP; /* 设置进入停止模式的方式-----------------*/ if (PWR_STOPEntry == PWR_STOPEntry_WFI) { /* 需要中断唤醒 */ __WFI(); } else { /* 需要事件唤醒 */ __WFE(); } /* 以下的程序是当重新唤醒时才执行的,清除SLEEPDEEP位的状态 */ SCB->SCR &= (uint32_t)~((uint32_t)SCB_SCR_SLEEPDEEP); }
这个函数有两个输入参数,分别用于控制调压器的模式及选择使用WFI或WFE停止,代码中先是根据调压器的模式配置PWR_CR寄存器, 再把内核寄存器的SLEEPDEEP位置1,这样再调用WFI或WFE命令时,W55MH32就不是睡眠,而是进入停止模式了。 函数结尾处的语句用于复位SLEEPDEEP位的状态,由于它是在WFI及WFE指令之后的,所以这部分代码是在W55MH32被唤醒的时候才会执行。
要注意的是进入停止模式后,W55MH32的所有I/O都保持在停止前的状态,而当它被唤醒时,W55MH32使用HSI作为系统时钟(8MHz)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,把系统时钟设置回原来的状态。
2.4 进入待机模式
类似地,W55MH32标准库也提供了控制进入待机模式的函数,其定义见代码清单:电源管理-3 :
代码清单:电源管理-3 进入待机模式
/** * @brief 进入待机模式 * @note 待机模式时,除以下引脚,其余引脚都在高阻态: * -复位引脚 * - RTC_AF1 引脚 (PC13) (需要使能侵入检测、时间戳事件或RTC闹钟事件) * - RTC_AF2 引脚 (PI8) (需要使能侵入检测或时间戳事件) * - WKUP 引脚 (PA0) (需要使能WKUP唤醒功能) * @note 在调用本函数前还需要清除WUF寄存器位 * @param None * @retval None */ void PWR_EnterSTANDBYMode(void) { /* 清除 Wake-up 标志 */ PWR->CR |= PWR_CR_CWUF; /* 选择待机模式 */ PWR->CR |= PWR_CR_PDDS; /* 设置内核寄存器的SLEEPDEEP位 */ SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP; /* 存储操作完毕时才能进入待机模式,使用以下语句确保存储操作执行完毕 */ #if defined ( __CC_ARM ) __force_stores(); #endif /* 等待中断唤醒 */ __WFI(); }
该函数中先配置了PDDS寄存器位及SLEEPDEEP寄存器位,接着调用__force_stores()函数确保存储操作完毕后再调用WFI指令, 从而进入待机模式。这里值得注意的是,待机模式也可以使用WFE指令进入的,如果您有需要可以自行修改。
在进入待机模式后,除了被使能了的用于唤醒的I/O,其余I/O都进入高阻态, 而从待机模式唤醒后,相当于复位W55MH32芯片,程序重新从头开始执行。
3 PWR—电源电压检测功能
3.1 代码分析
1. 头文件包含与全局变量定义
#include < stdlib.h > #include < string.h > #include < stdio.h > #include "delay.h" #include "w55mh32.h" USART_TypeDef *USART_TEST = USART1;
包含了标准库的头文件以及自定义的 delay.h 和 w55mh32.h 头文件。
定义了一个指向 USART_TypeDef 结构体的指针 USART_TEST,并将其初始化为 USART1,用于后续的串口操作。
2. 函数声明
void UART_Configuration(uint32_t bound); void PVD_Configuration(void);
声明了两个函数,UART_Configuration() 用于配置串口通信,PVD_Configuration()用于配置电源电压检测(PVD)功能。
3. main()函数
int main(void) { RCC_ClocksTypeDef clocks; delay_init(); UART_Configuration(115200); RCC_GetClocksFreq(&clocks); printf("n"); printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn", (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000); printf("PWR PVD Test.n"); PVD_Configuration(); while (1); }
定义了一个 RCC_ClocksTypeDef 类型的变量 clocks,用于存储系统时钟频率信息。
调用 delay_init()函数初始化延时功能。
调用 UART_Configuration()函数配置串口通信,波特率为 115200。
调用 RCC_GetClocksFreq()函数获取系统时钟频率信息,并通过串口打印出来。
调用 PVD_Configuration()函数配置电源电压检测功能。
进入无限循环,保持程序运行。
4. PVD_Configuration()函数
void PVD_Configuration(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line16; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /* Enable the PVD Interrupt */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = PVD_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); PWR_PVDLevelConfig(PWR_PVDLevel_2V9); PWR_PVDCmd(ENABLE); }
定义了 EXTI_InitTypeDef 和 NVIC_InitTypeDef 类型的变量,分别用于配置外部中断和嵌套向量中断控制器(NVIC)。
使能 PWR(电源控制)和 BKP(备份域)外设的时钟。
清除外部中断线 16 的中断挂起标志位。
配置外部中断线 16 为中断模式,触发方式为上升沿和下降沿触发,并使能该中断线。
配置 NVIC 的优先级分组为 1。
配置 PVD 中断的优先级,并使能该中断。
设置 PVD 的阈值为 2.9V,并使能 PVD 功能。
5. UART_Configuration()函数
void UART_Configuration(uint32_t bound) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART_TEST, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART_TEST, ENABLE); }
定义了 GPIO_InitTypeDef 和 USART_InitTypeDef 类型的变量,分别用于配置 GPIO 和 USART。
使能 USART1 和 GPIOA 外设的时钟。
配置 GPIOA 的引脚 9 为复用推挽输出模式,用于 USART1 的发送功能;配置引脚 10 为浮空输入模式,用于 USART1 的接收功能。
配置 USART1 的波特率、数据位、停止位、奇偶校验等参数,并使能 USART1。
6. PVD_IRQHandler()函数
void PVD_IRQHandler(void) { if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line16) != RESET) { if (PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_PVDO) == SET) { printf("VDD Below the selected PVD thresholdn"); } else { printf("VDD Above the selected PVD thresholdn"); } EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16); } }
这是 PVD 中断处理函数。
检查外部中断线 16 的中断标志位是否被置位。
如果 PVD 输出标志位(PWR_FLAG_PVDO)被置位,说明电源电压低于设定的阈值,通过串口输出相应信息;否则,说明电源电压高于设定的阈值,也通过串口输出相应信息。
清除外部中断线 16 的中断挂起标志位。
7. SER_PutChar() 和 fputc()函数
int SER_PutChar(int ch) { while (!USART_GetFlagStatus(USART_TEST, USART_FLAG_TC)); USART_SendData(USART_TEST, (uint8_t)ch); return ch; } int fputc(int c, FILE *f) { /* Place your implementation of fputc here */ /* e.g. write a character to the USART */ if (c == 'n') { SER_PutChar('r'); } return (SER_PutChar(c)); }
SER_PutChar()函数用于向串口发送一个字符,等待发送完成标志位被置位后再发送下一个字符。
fputc()函数是标准库函数 printf() 的底层实现,将字符发送到串口。如果遇到换行符 n,则先发送回车符 r。
这段代码通过配置 PVD 功能,实时监测电源电压,并在电压高于或低于设定阈值时触发中断,通过串口输出相应的提示信息。同时,还配置了串口通信功能,用于输出系统时钟频率信息和 PVD 监测结果。
3.2 下载验证
电压正常情况下不显示,想要查看可自行添加代码;如:
while (1) { // 轮询检查电压状态(每1秒检查一次) delay_ms(1000); // 延时避免频繁查询 if (PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_PVDO) == SET) { printf("VDD Below PVD threshold (2.9V)n"); } else { printf("VDD Normal (>= 2.9V)n"); // 电压正常 } }
显示效果如下:
4 待机及唤醒
4.1 代码解析
1. 头文件和全局变量
#include < stdlib.h > #include < string.h > #include < stdio.h > #include "delay.h" #include "w55mh32.h" USART_TypeDef *USART_TEST = USART1;
包含了标准库头文件和自定义的头文件。
USART_TEST 是一个指向 USART1 的指针,用于后续的串口操作。
2. 函数声明
void UART_Configuration(uint32_t bound); void GPIO_Configuration(void); uint8_t GetCmd(void);
声明了三个函数:
UART_Configuration():用于配置串口。
GPIO_Configuration():用于配置 GPIO 引脚。
GetCmd():用于从串口获取用户输入的命令。
3. 主函数 main()
int main(void) { RCC_ClocksTypeDef clocks; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); delay_init(); UART_Configuration(115200); RCC_GetClocksFreq(&clocks); printf("n"); printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn", (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000); printf("PWR Standby Test.n"); printf("Enable WakeUp Pin - PA0n"); printf("Please Input 's', Come Standby Moden"); PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); while (GetCmd() != 's'); GPIO_Configuration(); PWR_EnterSTANDBYMode(); while (1); }
时钟和外设使能:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); 使能电源管理外设(PWR)和备份寄存器(BKP)的时钟。
初始化操作:
delay_init():初始化延时函数。
UART_Configuration(115200):
配置串口波特率为 115200。
RCC_GetClocksFreq(&clocks):
获取系统时钟频率信息。
信息输出:
通过 printf()函数输出系统时钟频率信息,并提示用户可以通过输入 s 使设备进入待机模式。
唤醒引脚使能:
PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE):使能唤醒引脚(PA0),用于从待机模式唤醒设备。
等待用户输入:
while (GetCmd() != 's');:循环等待用户从串口输入字符 s。
GPIO 配置和进入待机模式:
GPIO_Configuration():配置所有 GPIO 引脚为模拟输入模式。
PWR_EnterSTANDBYMode():使设备进入待机模式。
无限循环:while (1);
进入无限循环,实际上在进入待机模式后不会执行到这里。
4. GPIO_Configuration()函数
void GPIO_Configuration(void) { uint8_t i; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; for (i = 0; i < (GPIOG_BASE - GPIOA_BASE) / 0x400; i++) { GPIO_Init((GPIO_TypeDef *)((APB2PERIPH_BASE + (i + 3) * 0x0400)), &GPIO_InitStructure); } GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); }
使能所有 GPIO 端口的时钟。
配置 GPIO 引脚的初始化结构体,将所有引脚设置为模拟输入模式,速度为 50MHz。
通过循环和 GPIO_Init()函数将所有 GPIO 端口的引脚都初始化为模拟输入模式。
5. UART_Configuration()函数
void UART_Configuration(uint32_t bound) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART_TEST, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART_TEST, ENABLE); }
使能 USART1 和 GPIOA 的时钟。
配置 PA9 为复用推挽输出(用于 USART1 的发送),PA10 为浮空输入(用于 USART1 的接收)。
配置 USART1 的波特率、数据位、停止位、奇偶校验等参数,并使能 USART1。
6. GetCmd()函数
uint8_t GetCmd(void) { uint8_t tmp = 0; if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)) { tmp = USART_ReceiveData(USART1); } return tmp; }
检查 USART1 的接收缓冲区非空标志(USART_FLAG_RXNE)。
如果标志置位,表示接收到了数据,将数据从 USART1 的接收缓冲区读取到 tmp 变量中并返回。
7. SER_PutChar() 和 fputc()函数
int SER_PutChar(int ch) { while (!USART_GetFlagStatus(USART_TEST, USART_FLAG_TC)); USART_SendData(USART_TEST, (uint8_t)ch); return ch; } int fputc(int c, FILE *f) { if (c == 'n') { SER_PutChar('r'); } return (SER_PutChar(c)); }
SER_PutChar()函数用于将一个字符发送到串口,等待发送完成标志(USART_FLAG_TC)置位后再发送下一个字符。
fputc()函数是标准库 printf()函数的底层实现,在发送换行符(n)时会先发送回车符(r),以确保在串口终端上正确显示。
这段代码的主要功能是允许用户通过串口输入 s 命令使 W55MH32 设备进入待机模式,同时使能了唤醒引脚(PA0),可以在待机模式下通过该引脚唤醒设备。在进入待机模式前,将所有 GPIO 引脚配置为模拟输入模式以降低功耗。通过串口可以输出系统时钟频率信息和操作提示。
4.2 下载验证
输入‘s’进入待机模式:
把PA0引脚拉高,设备唤醒:
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