STM32的低功耗设计

1. 关闭不需要的外设时钟

STM32的所有外设都可以独立开启和关断，通过将不需要的AHB/APB的时钟关闭，可以起到降低总待机功耗的作用。各个模块的典型功耗如下所示：

Figure 1. APB1外设的典型功耗

Figure 2. APB2外设的典型功耗

2. 降低主时钟的工作频率

对数字电路而言，功耗是与主频呈正比的。在进行一般任务时主动降低功耗，在需要高性能运算时再恢复到一般频率，通过这种方法可以显著降低设备运行期间的平均功耗，这也是目前很多电脑和手机的功耗优化方案之一。

Figure 3. CPU主频-功耗-温度的关系

3. 进入休眠模式

当设备不需要运行时，可将CPU切换至休眠状态。STM32共有三种休眠状态，如下：

Figure 4. STM32的休眠模式[page]

这三种模式下的典型功耗如下：

Figure 5. Sleep模式下的典型功耗

Figure 6. Stop和Standby模式下的典型功耗

可见Standby模式功耗最低，在数个uA；其次是Stop模式，为数十uA；而Sleep模式的功耗最大，是其余两种模式的100倍。那么既然Standby功耗最低，那么另外两种模式的意义又是什么呢？首先，这三种模式下的唤醒时间各不相同：

Figure 7. 不同休眠模式下的启动时间

其次，这三种模式的特性也不相同：

·Sleep mode

唤醒后程序继续运行

CPU停止运行，但外设继续运行，IO状态保持不变

唤醒时间最短，但功耗较大。

·Stop mode

所有时钟停止运行

IO状态不变

唤醒后程序从休眠处继续运行

1.8 V domain are stopped, the PLL, the HSI and the HSE RC oscillators are disabled. 所以RCC和备份区在启动后需要重新配置。

·Standby mode

功耗最低

每次唤醒后和System Reset/POR一样，程序会重新运行。

IO呈高阻态

RAM与寄存器数据全部丢失，除备份寄存器外。

1.8 V domain are stopped, the PLL, the HSI and the HSE RC oscillators are disabled. 所以RCC和备份区在启动后需要重新配置。

可见Standby有三个缺点：

1) 唤醒时间长

2) 唤醒源单一，只有RTC、WAKEUP、WATCHDOG和RESET

3) 每次唤醒等同与重启，会丢失RAM中的数据

所以究竟使用什么样的休眠程序，还是需要看具体项目的具体特性的，在功耗-唤醒时间-唤醒源-休眠特性上做出一个折中。

参考资料：

·STM32F103xC_D_E Datasheet Rev 7, Sep 2009, ST Microcontroller

·STM32 Technique Reference Manual Rev 14, ST Microcontroller