前言

STM32常見(jiàn)的低功耗模式有三種：睡眠模式、STOP模式以及待機(jī)模式，STM32L系列還有其他低功耗模式。這里主要講的是STOP模式，STOP模式可以通過(guò)外部中斷或事件喚醒，但是不能通過(guò)串口中斷喚醒，因?yàn)榇谥袛啾旧聿皇峭獠恐袛啵敲慈绾尾拍軐?shí)現(xiàn)串口喚醒STOP模式呢？

因?yàn)槲疫@里只是為了做驗(yàn)證，為了快速驗(yàn)證，我也就沒(méi)有用RT-Thread的PM電源管理組件進(jìn)入STOP模式，感興趣的讀者可以用RT-Thread的電源管理組件去實(shí)現(xiàn)進(jìn)行STOP模式。

一、為什么要串口喚醒STOP模式？

想象一下，在某些場(chǎng)合，如果你有一個(gè)無(wú)線通信模塊（例如ESP8266、SIM800C）和STM32通過(guò)串口發(fā)送AT命令來(lái)對(duì)接服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互，那么如果在沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的時(shí)候，我們是不是可以讓STM32進(jìn)入STOP模式來(lái)達(dá)到省電的狀態(tài)，從而讓電池續(xù)航更長(zhǎng)。例如：STM32+ESP8266與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，當(dāng)不用發(fā)送數(shù)據(jù)完畢，等待下次發(fā)送數(shù)據(jù)或等待后臺(tái)下發(fā)數(shù)據(jù)給設(shè)備的這段時(shí)間可以讓STM32進(jìn)入STOP模式來(lái)達(dá)到省電，當(dāng)后臺(tái)服務(wù)器下發(fā)數(shù)據(jù)給設(shè)備的時(shí)候，我們可以向讓后臺(tái)發(fā)送一個(gè)喚醒設(shè)備的指令，ESP8266接收到后臺(tái)的這條指令之后通過(guò)串口下發(fā)給STM32，那么就可以喚醒STM32了，這時(shí)候STM32就可以繼續(xù)接收后臺(tái)下發(fā)的數(shù)據(jù)。

二、串口喚醒STOP模式的思路

1、我們知道STOP模式只能外部中斷或事件喚醒，那么想象一下，在STM32進(jìn)行STOP模式之前，是不是可以先將UART_RX對(duì)應(yīng)的GPIO引腳配置為外部中斷引腳，而串口接收到字符相當(dāng)于接收到01010…這樣的高低電平，從二可以喚醒串口，當(dāng)喚醒之后，我們?cè)亳R上重新初始化串口，把UART_RX對(duì)應(yīng)的GPIO引腳配置為接收中斷模式？答案當(dāng)然是可以的。

2、喚醒之后的程序是從哪里開(kāi)始執(zhí)行？答案是從進(jìn)行STOP模式之前的那個(gè)地方重新開(kāi)始執(zhí)行，一會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。

三、串口喚醒STOP模式實(shí)驗(yàn)

光說(shuō)不練都是假把式，接下來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1、 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)： 中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)OneNET NB開(kāi)發(fā)板（板載STM32）。

2、STM32F103RET6、12M外部晶振、串口3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3、 操作系統(tǒng)： RT-Thread。

4、用RT-Thread創(chuàng)建兩個(gè)線程，一個(gè)線程用于讀取按鍵是否按下，按下則調(diào)用進(jìn)入STOP模式函數(shù)進(jìn)入STOP模式，另一個(gè)線程讀取串口接收到的數(shù)據(jù)。

1、如何進(jìn)行STOP模式？

實(shí)驗(yàn)時(shí)用的是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，在這里主要實(shí)現(xiàn)在進(jìn)入STOP模式前將RX對(duì)應(yīng)的GPIO引腳配置為外部中斷模式以及進(jìn)入STOP模式，代碼如下：

1/**************************************************************
 2函數(shù)名稱:system_enter_stop
 3函數(shù)功能:系統(tǒng)進(jìn)入STOP模式
 4輸入參數(shù):無(wú)
 5返 回 值:無(wú)
 6備    注:無(wú)
 7**************************************************************/
 8void system_enter_stop(void)
 9{
10        uart_exti_init(); /* 進(jìn)入STOP模式前配置RX引腳為外部中斷模式 */
11    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR , ENABLE); /* 開(kāi)電源管理時(shí)鐘 */
12    //PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_ON, PWR_STOPEntry_WFI); /* 進(jìn)入STOP模式，外部中斷喚醒 */
13    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE); /* 進(jìn)入STOP模式，外部中斷或事件喚醒 */
14}

2、配置RX對(duì)應(yīng)的GPIO引腳為外部中斷模式

這里采用RT-Thread的PIN設(shè)備進(jìn)行配置，在配置之前需要先關(guān)閉UART中斷、復(fù)位UART、復(fù)位GPIO，然后在進(jìn)行配置為外部中斷模式，代碼如下：

1/**************************************************************
 2函數(shù)名稱:uart_exti_init
 3函數(shù)功能:RX引腳配置為外部中斷
 4輸入?yún)?shù):無(wú)
 5返 回 值:無(wú)
 6備    注:無(wú)
 7**************************************************************/
 8void uart_exti_init(void)
 9{
10        /* 關(guān)閉UART中斷、復(fù)位UART、復(fù)位GPIO */
11    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, DISABLE);
12    USART_Cmd(USART3, DISABLE);
13    GPIO_DeInit(GPIOB);
14    USART_DeInit(USART3);
15
16    /* 配置RX對(duì)應(yīng)的GPIO引腳為外部中斷模式 */
17    rt_pin_mode(PIN_UART3_RX, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
18    rt_pin_attach_irq(PIN_UART3_RX, PIN_IRQ_MODE_FALLING, uart_exti_callback, RT_NULL);
19    rt_pin_irq_enable(PIN_UART3_RX, PIN_IRQ_ENABLE);
20}

3、接收中斷回調(diào)函數(shù)

在上面的配置中，有一個(gè)接收回調(diào)函數(shù)uart_exti_callback，就是在發(fā)送中斷的時(shí)候要執(zhí)行的事情，在接收回調(diào)函數(shù)里面，我們主要實(shí)現(xiàn)SystemInit，重新初始化串口，代碼如下：

1/**************************************************************
 2函數(shù)名稱:uart_exti_callback
 3函數(shù)功能:RX引腳外部中斷喚醒回調(diào)函數(shù)
 4輸入?yún)?shù):args：回調(diào)函數(shù)入口參數(shù)
 5返 回 值:無(wú)
 6備    注:無(wú)
 7**************************************************************/
 8void uart_exti_callback(void *args)
 9{
10    SystemInit();
11    uart_reinit();      /* 重新初始化串口 */
12    rt_kprintf("wake up\\r\\n");
13
14}

4、進(jìn)入STOP模式的線程

這里，創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)實(shí)現(xiàn)判斷是否按鍵按下，按下則調(diào)用system_enter_stop函數(shù)進(jìn)入STOP模式，同時(shí)為了驗(yàn)證喚醒之后時(shí)鐘正常以及程序是從進(jìn)行STOP模式之前的那個(gè)地方重新開(kāi)始執(zhí)行，我們?cè)O(shè)計(jì)LED燈500ms亮500ms滅，再一個(gè)計(jì)數(shù)變量，每隔1秒自動(dòng)加1并打印，代碼如下：

1static void sleep_thread_entry(void *parameter)
 2{
 3    unsigned char key;
 4    unsigned int count=0;
 5
 6    while(1)
 7    {
 8        key = key_scan(0);
 9
10        if(key == KEY4_PRES)
11        {
12            rt_kprintf("system_enter_stop\\r\\n");
13            system_enter_stop();
14        }
15        LED1(1);
16        rt_thread_mdelay(500);
17        LED1(0);
18        rt_thread_mdelay(500);
19        rt_kprintf("count:%d\\r\\n",count);
20        count++;
21    }
22}

5、實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

1、開(kāi)機(jī)之后，LED閃爍，串口打印count每隔1秒加1的值，等待一小會(huì)按下按鍵KEY4進(jìn)入STOP模式：

FinSH抓取的串口打印信息

2、對(duì)比進(jìn)入STOP模式前和STOP模式之后的電流情況（這里進(jìn)入STOP模式之后電流還是很大是因?yàn)槲覀儼遄舆€接了其他耗電的模塊，我們這對(duì)比電流有沒(méi)有降下來(lái)就可以了），很明顯，電流降下來(lái)了：

進(jìn)入STOP模式前的電流

進(jìn)入STOP模式后的電流

3、通過(guò)串口發(fā)送一個(gè)字符“A”，喚醒了STM32，這時(shí)候串口并不會(huì)打印字符“A”，因?yàn)閱拘阎笠匦鲁跏蓟冢诙伟l(fā)送字符“A”才能顯示，這時(shí)候，我們觀察FinSH打印出來(lái)的信息，可以看到count是從9開(kāi)始打印，說(shuō)明STOP喚醒之后會(huì)從原來(lái)進(jìn)入STOP模式之前的地方重新執(zhí)行代碼：

驗(yàn)證代碼的執(zhí)行情況

喚醒之后第二次發(fā)一個(gè)字符能正常打印

4、接下來(lái)，我們?cè)俅伟聪翶EY4重新然STM32進(jìn)入STO模式，然后發(fā)送一個(gè)比較長(zhǎng)的字符串來(lái)喚醒STM32，例如發(fā)“ABCDEFGHIJKLMNOPQ1234567890”，這時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)第一次發(fā)送之后，竟然會(huì)有字符出來(lái)，不是說(shuō)沒(méi)有嗎？而且這些字符和我們發(fā)送的不一樣，少了，第二次才正常：

喚醒之后打印字符不正常

四、串口喚醒存在的問(wèn)題

1、上面我們提到，發(fā)送一個(gè)字符喚醒就很正常，而發(fā)送比較長(zhǎng)的字符串喚醒卻出現(xiàn)了不然正常的現(xiàn)象，這是為什么呢？想象一下m如果你是發(fā)一串很長(zhǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)喚醒串口，這串?dāng)?shù)據(jù)也是通過(guò)0101010等二進(jìn)制來(lái)發(fā)送的，當(dāng)RX引腳被觸發(fā)中斷喚醒MCU之后，喚醒之后串口初始化完成了，剩余的數(shù)據(jù)也就會(huì)接著以010101的高低電平發(fā)給STM32的串口，有可能導(dǎo)致有些字符的01丟失了一部分（例如上面出現(xiàn)了K567890），從而可以接下來(lái)的字符會(huì)打印出來(lái)。如果是發(fā)一個(gè)字符，一個(gè)字符的01010101其實(shí)也就8位，發(fā)送很快的，喚醒之后都已經(jīng)發(fā)送結(jié)束了，所以就會(huì)直接喚醒，也就不會(huì)接收這個(gè)字符，只有第二次發(fā)送的時(shí)候才會(huì)接收到這個(gè)字符。