STMicroelectronics 系列：STM32L4 系列 (低功耗)_（3）.电源管理技术与优化.docxVIP

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电源管理技术与优化

1.电源管理概述

电源管理是嵌入式系统设计中一个至关重要的环节，特别是在低功耗单片机（如STM32L4系列）中。电源管理不仅关系到系统的能耗，还直接影响到系统的稳定性和寿命。STM32L4系列单片机提供了多种电源管理模式和优化技术，以满足不同应用场景的需求。

1.1电源管理模式

STM32L4系列单片机支持多种电源管理模式，包括：

运行模式（RunMode）：这是单片机的正常工作模式，所有外设和内核都在运行。

低功耗运行模式（Low-PowerRunMode）：在这种模式下，单片机仍然运行，但通过降低系统时钟频率和关闭某些外设来减少功耗。

睡眠模式（SleepMode）：CPU停止运行，但RAM和部分外设仍然保持供电，可以快速唤醒。

低功耗睡眠模式（Low-PowerSleepMode）：与睡眠模式类似，但进一步减少功耗，有些外设会断电。

停止模式（StopMode）：CPU和大多数外设停止工作，只有RTC和一些低功耗外设保持供电。

待机模式（StandbyMode）：几乎所有的电源都被关闭，只有RTC和一些基本的唤醒源保持供电。

低功耗待机模式（Low-PowerStandbyMode）：与待机模式类似，但进一步减少功耗，只有最基本的唤醒源保持供电。

1.2电源管理寄存器

STM32L4系列单片机通过多个寄存器来控制电源管理，主要包括：

PWR_CR1：电源控制寄存器1，用于配置电源管理模式和一些低功耗特性。

PWR_CR2：电源控制寄存器2，用于配置更高级的低功耗特性。

PWR_CSR：电源状态寄存器，用于读取当前的电源状态和一些状态标志。

2.运行模式与低功耗运行模式

2.1运行模式

在运行模式下，STM32L4单片机的所有外设和内核都在正常工作。为了降低功耗，可以通过以下几种方式：

降低系统时钟频率：系统时钟频率越低，功耗越小。可以通过修改系统时钟配置来实现。

关闭未使用的外设：通过关闭未使用的外设来减少功耗。可以在代码中手动关闭这些外设。

2.2低功耗运行模式

低功耗运行模式通过降低系统时钟频率和关闭某些外设来减少功耗。这种模式适用于需要持续运行但对性能要求不高的应用。

2.2.1降低系统时钟频率

通过修改系统时钟配置来降低功耗。以下是一个示例代码，演示如何将系统时钟频率从最高频率（例如80MHz）降低到4MHz：

#includestm32l4xx_hal.h

voidSystemClock_Config(void){

RCC_OscInitTypeDefRCC_OscInitStruct={0};

RCC_ClkInitTypeDefRCC_ClkInitStruct={0};

/**初始化RCCOsc

*/

RCC_OscInitStruct.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_MSI;

RCC_OscInitStruct.MSIState=RCC_MSI_ON;

RCC_OscInitStruct.MSICalibrationValue=RCC_MSICALIBRATION_DEFAULT;

RCC_OscInitStruct.MSIClockRange=RCC_MSIRANGE_6;//4MHz

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState=RCC_PLL_NONE;

if(HAL_RCC_OscInit(RCC_OscInitStruct)!=HAL_OK){

Error_Handler();

}

/**初始化CPU,AHB和APB总线时钟

*/

RCC_ClkInitStruct.ClockType=RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_MSI;

RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV1;