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STM32L051系列单片机低功耗应用

news 来源：原创 2025/8/27 22:55:55

STM32L051单片机支持多种低功耗模式，包括 Sleep（睡眠）、Stop（停止） 和 Standby（待机） 模式。不同模式的功耗和唤醒方式不同。

一、低功耗相关介绍

1.1 低功耗模式概览

模式	功耗	唤醒源	时钟状态
Sleep	较高	任意中断/事件	核心时钟停止，外设时钟保持
Stop	低	外部中断、RTC、LPUART、LPTIM等	所有时钟关闭，保留SRAM和寄存器
Standby	最低	复位、RTC闹钟、WKUP引脚、NRST引脚	大部分电路断电，仅保留备份域

1.2 进入低功耗模式

(1) Sleep 模式

// 进入 Sleep 模式（立即休眠）
__WFI(); // 等待中断唤醒
// 或
__WFE(); // 等待事件唤醒// 通过 HAL 库进入 Sleep 模式
HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

(2) Stop 模式

// 配置唤醒源（例如使能外部中断）
HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1); // 使用WKUP引脚// 进入 Stop 模式（保留SRAM和寄存器）
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

(3) Standby 模式

// 配置 RTC 闹钟唤醒 或 WKUP 引脚
HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);
// 或设置RTC闹钟...// 进入 Standby 模式
HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();

1.3 唤醒方法

(1) Sleep 模式唤醒

任意中断（如GPIO中断、定时器中断等）均可唤醒。

(2) Stop 模式唤醒

外部中断（配置为EXTI中断）：

// 配置PA0为上升沿触发唤醒
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1); // PA0对应WKUP1

RTC闹钟：

HAL_RTC_SetAlarm_IT(&hrtc, &sAlarm, RTC_FORMAT_BIN);

低功耗定时器（LPTIM）或LPUART需提前配置。

(3) Standby 模式唤醒

WKUP引脚（PA0）上升沿
RTC闹钟（需配置RTC和备份域）
NRST引脚复位

1.4 注意事项

时钟恢复 ：退出Stop模式后需重新初始化系统时钟（HSI/MSI可能被关闭）；
GPIO配置 ：在低功耗模式下，未使用的GPIO应设为模拟输入以降低功耗；
中断优先级 ：唤醒中断的优先级需足够高（尤其是Stop模式）；
数据保留 ：Stop模式保留SRAM和寄存器内容，Standby模式会丢失数据（需使用备份寄存器）。

二、低功耗功能唤醒应用

2.1 方案说明

单片机型号:STM32L051C8Tx

低功耗模式:Stop模式

唤醒方法:外部中断唤醒

详细方案：使用硅传LLCC68 LORA模组设置成监听模式(Rx Duty Cycle)，收到Lora数据，DIO1引脚中断唤醒单片机；Lora收到数据，DIO1引脚拉高，连接单片机的引脚配置成外部中断。

该方案是在实验项目过程中使用，仅供参考。

（有关LORA监听模式相关资料，想了解硅传LLCC68 LORA模组的可以参考以下资料）

LoRa学习＜二＞：Rx Duty Cycle模式实验_lora duty-cycle-CSDN博客

2.2 部分代码实现

//1.引脚拉低，给485断电HAL_GPIO_WritePin(OUT_CTL_GPIO_Port, OUT_CTL_Pin, GPIO_PIN_RESET);
//2.失能外设
Msp_DeInit();
//3.单片机进入 stop 模式
//暂停SysTick
HAL_SuspendTick();
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);if(Flag_Status)
{//4.单片机退出  stop 模式 回调函数//5.引脚拉高，485供电HAL_GPIO_WritePin(OUT_CTL_GPIO_Port, OUT_CTL_Pin, GPIO_PIN_SET);//6.重新初始化外设Msp_Init();Flag_Status = 0;
}

//回调函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) 
{	if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_7) {        Flag_Status = 1;SystemClock_Config();HAL_ResumeTick();} 
}

//失能外设

static void Msp_DeInit(void)
{
   //1.其余gpio恢复默认电平
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, OUT_CTL_Pin|LED_KEY_Pin, GPIO_PIN_RESET);
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, BAT_CTL_Pin|RS485_DE_Pin|BAT_CTLA5_Pin|RZ_BI_Pin, GPIO_PIN_RESET);
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, AS_PGO_Pin|RZ_FI_Pin, GPIO_PIN_RESET);

   //2.失能485
   HAL_UART_MspDeInit(&huart2);

   //3.失能ADC
   close_adc_dma();

   //4.配置GPIO中断唤醒引脚
   gpio_lower_mode();

}

//配置GPIO中断唤醒引脚

static void gpio_lower_mode(void)
{
   //配置PB7(LORA_DIO1)为唤醒引脚
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
   HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_15_IRQn, 2, 0);
   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_15_IRQn);
}

static void Msp_Init(void)
{
   //1.gpio退出中断模式
   gpio_exit_lower_mode();

   //2.重新初始化串口485
   MX_USART2_UART_Init();
   RS485_RX;           //设置为接收模式

   //3.初始化DMA和ADC
   open_adc_dma();

   printf("###Exit stop mode,Msp Init\r\n");
}

2.3 遇到的问题

2.3.1 进入Stop模式后功耗没有达到预期

处理:失能掉ADC采集和485通信；把一些gpio引脚拉低;

注意:在唤醒后重新初始化ADC和485，以及一些引脚。

2.3.2 使用lora模组频繁进入Stop休眠和唤醒，导致程序跑飞，单片机卡死

原因:分析可能的原因是lora模组收到数据，唤醒单片机，但是由于不是本设备数据又立马休眠，导致lora在接收数据过程中被强制休眠导致程序卡死。

解决:采用上述回调函数的方式，置标志位，保证在lora收完数据后再退出Stop模式

STM32L051系列单片机低功耗应用

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