一、STM32 電源監(jiān)控介紹

• 1.1、上電/掉電復(fù)位POR/PDR（F1）
• 1.2、可編程電壓檢測器(PVD)（F1）

二、PVD相關(guān)寄存器介紹（F1）
三、PVD相關(guān)HAL庫驅(qū)動介紹
四、PVD的使用步驟
五、編程實(shí)戰(zhàn)

一、STM32 電源監(jiān)控介紹

電源監(jiān)控在STM32芯片中起著關(guān)鍵作用，確保系統(tǒng)在電源電壓異常或不穩(wěn)定時能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以防止?shù)據(jù)損壞或系統(tǒng)崩潰。以下是幾種常見的電源監(jiān)控功能：

1. POR/PDR監(jiān)控器（上電/掉電復(fù)位）：用于檢測芯片的上電和掉電情況，并在檢測到這些事件時執(zhí)行相應(yīng)的復(fù)位操作，以確保芯片處于可靠的初始狀態(tài)。

2. PVD監(jiān)控器（可編程電壓檢測器）：監(jiān)控芯片的供電電壓（通常為VDD），并在電壓低于或高于特定閾值時觸發(fā)相應(yīng)的中斷或復(fù)位。這有助于防止芯片在電壓異常情況下工作，從而保護(hù)系統(tǒng)免受損壞。

3. BOR監(jiān)控器（欠壓復(fù)位）：在供電電壓低于特定閾值時觸發(fā)復(fù)位操作，以確保系統(tǒng)在電源電壓不足時不會工作，從而避免不可預(yù)測的行為或數(shù)據(jù)損壞。

4. AVD監(jiān)控器（模擬電壓檢測器）：監(jiān)控芯片的模擬供電電壓（通常為VDDA），以確保模擬電路的穩(wěn)定性和正確性。

5. VBAT閾值（電池電壓閾值）：用于監(jiān)控備用電池（VBAT）的電壓，并在電壓低于或高于特定閾值時觸發(fā)相應(yīng)的中斷或處理操作。這對于依賴備用電池的應(yīng)用非常重要，例如實(shí)時時鐘（RTC）功能。

6. 溫度閾值（溫度檢測器）：監(jiān)控芯片的結(jié)溫，并在溫度超過或低于特定閾值時觸發(fā)相應(yīng)的中斷或處理操作。這有助于防止芯片在極端溫度條件下工作，從而保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

這些電源監(jiān)控功能可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行配置和使用，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.1、上電/掉電復(fù)位POR/PDR（F1）

上電/掉電復(fù)位（POR/PDR）是一種基本的電源監(jiān)控機(jī)制，用于確保系統(tǒng)在供電電壓異常情況下能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚员苊鈹?shù)據(jù)損壞或系統(tǒng)故障。

• VPOR（上電復(fù)位閾值）：是在芯片供電時用于觸發(fā)上電復(fù)位的電壓閾值。當(dāng)VDD低于VPOR閾值時，系統(tǒng)會進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，防止在供電電壓不足的情況下發(fā)生誤操作。在F1系列中，典型的VPOR閾值為1.92V。

• VPDR（掉電復(fù)位閾值）：是在掉電情況下用于觸發(fā)掉電復(fù)位的電壓閾值。當(dāng)VDD低于VPDR閾值時，系統(tǒng)會保持在復(fù)位狀態(tài)，以確保在電源電壓不足的情況下不會發(fā)生任何意外操作。在F1系列中，典型的VPDR閾值為1.88V。

在系統(tǒng)正常供電情況下，如果VDD超過VPOR閾值，則系統(tǒng)將退出復(fù)位狀態(tài)，開始正常工作。然而，如果在掉電情況下VDD降至VPDR以下，則系統(tǒng)將保持在復(fù)位狀態(tài)，直到電源電壓恢復(fù)到正常水平。

這種復(fù)位機(jī)制確保了系統(tǒng)對供電電壓異常情況的敏感性，從而保護(hù)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.2、可編程電壓檢測器(PVD)（F1）

可編程電壓檢測器（PVD）是一種用于監(jiān)視供電電壓（VDD）的重要功能。其主要作用包括：

1. 監(jiān)視供電電壓：PVD持續(xù)監(jiān)視芯片的供電電壓，確保在電源電壓異常的情況下能夠及時發(fā)現(xiàn)并采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

2. 產(chǎn)生中斷通知：當(dāng)供電電壓下降到設(shè)定的閾值以下時，PVD會產(chǎn)生中斷，向軟件發(fā)出信號，通知系統(tǒng)出現(xiàn)了供電電壓異常，需要進(jìn)行緊急處理。這可以幫助系統(tǒng)及時應(yīng)對電源問題，以避免數(shù)據(jù)損壞或系統(tǒng)故障。

3. 上升電壓的監(jiān)控：當(dāng)供電電壓恢復(fù)到設(shè)定的閾值以上時，PVD也會產(chǎn)生中斷，通知軟件供電已經(jīng)恢復(fù)正常。這樣的功能可以幫助系統(tǒng)在電源恢復(fù)后采取必要的初始化或恢復(fù)操作。

4. 閾值設(shè)定：PVD通常允許用戶根據(jù)具體應(yīng)用需求設(shè)置供電下降和上升的閾值。這些閾值通常有一個固定的差值，以防止在閾值上下小幅度抖動時頻繁觸發(fā)中斷，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

通過以上功能，PVD能夠有效地監(jiān)控供電電壓，幫助系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)并處理電源問題，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)完整性。

二、PVD相關(guān)寄存器介紹（F1）

在STM32F1系列中，用于PVD相關(guān)功能的寄存器主要包括：

1. PWR_CR（電源控制寄存器）：

   • 作用：用于設(shè)置PVD檢測的電壓閾值以及使能PVD。
   • 具體功能：可以通過配置PWR_CR寄存器來設(shè)置PVD監(jiān)測的電壓閾值，并使能或禁用PVD功能。

2. PWR_CSR（電源控制/狀態(tài)寄存器）：

   • 作用：用于查看系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，包括PVD的輸出狀態(tài)。
   • 具體功能：PWR_CSR寄存器包含了多個位域，其中包括了PVD的輸出狀態(tài)位，可以通過讀取這些位來獲取PVD的輸出狀態(tài)，以確定供電電壓是否在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)。

3. 中斷相關(guān)的寄存器：

   • EXTI_IMR（外部中斷屏蔽寄存器）：用于配置外部中斷的屏蔽，控制是否允許外部中斷。
   • EXTI_RTSR（上升沿觸發(fā)選擇寄存器）：用于配置外部中斷的觸發(fā)方式，指定外部中斷觸發(fā)條件為上升沿。
   • EXTI_FTSR（下降沿觸發(fā)選擇寄存器）：用于配置外部中斷的觸發(fā)方式，指定外部中斷觸發(fā)條件為下降沿。
   • EXTI_PR（掛起寄存器）：用于讀取外部中斷的掛起狀態(tài)，檢查是否有外部中斷發(fā)生。

通過這些寄存器的設(shè)置和狀態(tài)檢查，可以實(shí)現(xiàn)對PVD功能的靈活配置和狀態(tài)監(jiān)測，確保系統(tǒng)能夠有效地對供電電壓進(jìn)行監(jiān)控和管理。

三、PVD相關(guān)HAL庫驅(qū)動介紹

在STM32的HAL庫中，針對PVD（可編程電壓檢測器）功能提供了以下相關(guān)的驅(qū)動函數(shù)和結(jié)構(gòu)體：

1. 驅(qū)動函數(shù)：

   • __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(...)：

     • 關(guān)聯(lián)寄存器：RCC_APB1ENR（APB1總線時鐘使能寄存器）
     • 功能描述：用于使能電源時鐘，確保PVD功能正常工作所需的時鐘被使能。

   • HAL_PWR_ConfigPVD(...)：

     • 關(guān)聯(lián)寄存器：PWR_CR（電源控制寄存器）
     • 功能描述：用于配置PVD相關(guān)參數(shù)，包括PVD的閾值和工作模式等。

   • HAL_PWR_EnablePVD(...)：

     • 關(guān)聯(lián)寄存器：PWR_CR（電源控制寄存器）
     • 功能描述：用于使能PVD功能，啟動PVD功能后，系統(tǒng)將會監(jiān)視供電電壓并根據(jù)配置的閾值產(chǎn)生中斷。

2. PVD HAL庫相關(guān)結(jié)構(gòu)體：

   • PWR_PVDTypeDef：
     • 結(jié)構(gòu)體描述：該結(jié)構(gòu)體用于配置PVD的相關(guān)參數(shù)，包括PVD的檢測閾值和工作模式等。
     • 成員變量：
       • PVDLevel：PVD的檢測閾值，可選項(xiàng)包括PWR_PVDLEVEL_0至PWR_PVDLEVEL_7。
       • Mode：PVD的工作模式，可選項(xiàng)包括PWR_PVD_MODE_NORMAL和PWR_PVD_MODE_IT_RISING_FALLING等。

通過調(diào)用以上的HAL庫驅(qū)動函數(shù)，并結(jié)合相關(guān)的結(jié)構(gòu)體配置，可以方便地實(shí)現(xiàn)對PVD功能的配置和使能，從而實(shí)現(xiàn)對供電電壓的監(jiān)測和管理。

四、PVD的使用步驟

PVD（可編程電壓檢測器）的使用步驟，下面是更詳細(xì)的說明：

1. 使能電源時鐘：
   在使用PVD功能之前，需要確保電源時鐘已經(jīng)被使能，以確保PVD功能正常工作。可以通過__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)電源時鐘的使能。

2. 配置PVD：
   使用HAL_PWR_ConfigPVD()函數(shù)配置PVD的相關(guān)參數(shù)，包括電壓級別和中斷線邊沿觸發(fā)等。通過該函數(shù)，可以設(shè)置PVD的檢測閾值和工作模式等。

3. 使能PVD檢測：
   調(diào)用HAL_PWR_EnablePVD()函數(shù)使能PVD功能，啟動PVD功能后，系統(tǒng)將會監(jiān)視供電電壓并根據(jù)配置的閾值產(chǎn)生中斷。

4. 設(shè)置PVD中斷優(yōu)先級：
   使用HAL_NVIC_SetPriority()函數(shù)設(shè)置PVD中斷的優(yōu)先級，確保在發(fā)生PVD中斷時能夠及時響應(yīng)。

5. 使能PVD中斷：
   通過HAL_NVIC_EnableIRQ()函數(shù)使能PVD中斷，以便系統(tǒng)在PVD檢測到電壓異常時能夠觸發(fā)相應(yīng)的中斷處理函數(shù)。

6. 編寫中斷服務(wù)函數(shù)：
   編寫PVD中斷服務(wù)函數(shù)，處理PVD檢測到電壓異常時的操作。通常包括PVD_IRQHandler和HAL_PWR_PVD_IRQHandler函數(shù)，以及HAL_PWR_PVDCallback回調(diào)函數(shù)。在中斷服務(wù)函數(shù)中，可以根據(jù)需要進(jìn)行一些緊急處理或者通知系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常。

通過以上步驟，可以完成對PVD功能的配置和使用，確保系統(tǒng)在供電電壓異常時能夠及時響應(yīng)并采取相應(yīng)的措施，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

五、編程實(shí)戰(zhàn)

F1按鍵輸入 配置PVD，實(shí)現(xiàn)電源監(jiān)控

pwr.c

#include "./BSP/PWR/pwr.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"

/* 初始化WKUP按鍵 */
void pwr_wkup_key_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    
    PWR_WKUP_GPIO_CLK_ENABLE();                             /* 使能WKUP引腳時鐘 */

    gpio_init_struct.Pin = PWR_WKUP_GPIO_PIN;               /* 配置WKUP引腳 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;            /* 中斷,上升沿觸發(fā) */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                  /* 下拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(PWR_WKUP_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);   /* 初始化WKUP引腳 */

    HAL_NVIC_SetPriority(PWR_WKUP_INT_IRQn, 2, 2);          /* 設(shè)置WKUP中斷優(yōu)先級 */
    HAL_NVIC_EnableIRQ(PWR_WKUP_INT_IRQn); 
}

/* WKUP中斷處理函數(shù) */
void PWR_WKUP_INT_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(PWR_WKUP_GPIO_PIN);  /* 處理WKUP引腳中斷 */
}

/* 外部中斷回調(diào)函數(shù) */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == PWR_WKUP_GPIO_PIN)
    {
        /* 在此處執(zhí)行WKUP中斷回調(diào)的相關(guān)操作 */
    }
}

/* 初始化電壓監(jiān)測功能 */
void pwr_pvd_init(void)
{
    PWR_PVDTypeDef pwr_pvd_init_struct;
    
    /* 1. 使能PWR時鐘 */
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    
    /* 2. 配置PVD */
    pwr_pvd_init_struct.PVDLevel = PWR_PVDLEVEL_7;                   /* 設(shè)置PVD觸發(fā)電壓等級 */
    pwr_pvd_init_struct.Mode = PWR_PVD_MODE_IT_RISING_FALLING;      /* 設(shè)置PVD觸發(fā)模式 */
    HAL_PWR_ConfigPVD(&pwr_pvd_init_struct);                        /* 配置PVD功能 */
    
    /* 3. 使能PVD */
    HAL_PWR_EnablePVD();
    
    /* 4. 設(shè)置PVD中斷優(yōu)先級 */
    HAL_NVIC_SetPriority(PVD_IRQn, 2, 2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(PVD_IRQn); 
}

/* PVD中斷處理函數(shù) */
void PVD_IRQHandler(void)
{
    HAL_PWR_PVD_IRQHandler();  /* 處理PVD中斷 */
}

/* PVD中斷回調(diào)函數(shù) */
void HAL_PWR_PVDCallback(void)
{
    if (__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_PVDO))  /* 電壓比PLS設(shè)置的還低 */
    {
        printf("PVD Low Voltage \r\n");
        LED1(0);  /* 關(guān)閉LED1指示燈 */
    }
    else
    {
        printf("PVD Voltage OK\r\n");
        LED1(1);  /* 打開LED1指示燈 */
    }
}

pwr.h

#ifndef __PWR_H
#define __PWR_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"

#define PWR_WKUP_GPIO_PORT              GPIOA
#define PWR_WKUP_GPIO_PIN               GPIO_PIN_0
#define PWR_WKUP_GPIO_CLK_ENABLE()      do { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); } while (0)

#define PWR_WKUP_INT_IRQn               EXTI0_IRQn
#define PWR_WKUP_INT_IRQHandler         EXTI0_IRQHandler

void pwr_wkup_key_init(void);  /* 初始化WKUP按鍵 */
void pwr_pvd_init(void);        /* 初始化電壓監(jiān)測功能 */

#endif

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/BEEP/beep.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/PWR/pwr.h"

int main(void)
{
    uint8_t key;
    uint8_t t = 0;
    
    HAL_Init();                             /* 初始化HAL庫 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 設(shè)置時鐘, 72Mhz */
    delay_init(72);                         /* 延時初始化 */
    usart_init(115200);                     /* 串口初始化 */
    led_init();                             /* 初始化LED */
    key_init();                             /* 初始化按鍵 */
    pwr_wkup_key_init();                    /* WKUP引腳初始化 */
    pwr_pvd_init();                         /* PVD配置 */
    
    printf("Enter to LowPower Test \r\n");
    
    while(1)
    {
        key = key_scan(0);                  /* 得到鍵值 */

        if (key)
        {
            switch (key)
            {
                /* 進(jìn)入待機(jī)模式 */
                case KEY2_PRES:
                
                    /* 使能電源時鐘 */
                    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
                
                    /* 使能WKUP上升沿的喚醒功能 */
                    HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);
                
                    /* 清除喚醒標(biāo)記 */
                    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);
                
                    printf("Enter STANDBY Mode \r\n");
                    
                    HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();
                
                    printf("Exit STANDBY Mode \r\n");

                    break;

                /* 進(jìn)入停止模式 */
                case KEY1_PRES:
                    
                    LED1(0);        /* 點(diǎn)亮綠燈,提示進(jìn)入停止模式 */
                    
                    printf("Enter STOP Mode \r\n");
                    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);
                    
                    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 重新設(shè)置時鐘, 72Mhz */
                    HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK_DIV8);
                    HAL_SuspendTick();
                
                    printf("Exit STOP Mode \r\n");
                
                    LED1(1);
                    break;
                
                /* 進(jìn)入睡眠模式 */
                case KEY0_PRES:
                    
                    printf("Enter SLEEP Mode \r\n");
                    HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);
                    printf("Exit SLEEP Mode \r\n");
                
                    break;
            } 
        }
        
        if ((t % 20) == 0)
        {
            LED0_TOGGLE();              /* 每200ms,翻轉(zhuǎn)一次LED0 */
        }

        delay_ms(10);
        t++;   
    }
}

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-843169.html

到了這里，關(guān)于【正點(diǎn)原子STM32】PVD低功耗實(shí)驗(yàn) – 電源監(jiān)控（POR/PDR監(jiān)控器、PVD監(jiān)控器、 BOR監(jiān)控器、AVD監(jiān)控器、VBAT閾值、溫度閾值、PVD相關(guān)寄存器和HAL庫驅(qū)動、PVD的使用步驟）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！