PWC簡介

電源控制的功能主要包含以下內容

• 供電方案，包括VDD、VDDA的供電
• 電源域，由VDD/VDDA域，1.2V域組成
• 上電低電壓復位，由上電復位和低電壓復位組成
• 電壓監測器，監測供電電壓與設定臨界值關系
• 電壓調節器，電壓調節器的幾個工作狀態
• 省電模式，包括睡眠模式、深度睡眠模式、待機模式

圖1. 電源域框圖

PWC基本功能解析

供電方案

一、功能介紹AT32F402/405 MCU的供電主包括VDD、VDDA及VREF幾個部分，其設計要求如下：

• VDD=2.4~3.6V，為GPIO引腳和內部模塊（如電壓調節器）供電；
• VDDA=2.4~3.6V，為ADC供電；

圖2. 供電方案圖

供電設計注意事項：1）不同型號供電方案存在差異，本圖僅適用于AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準；2）為保障ADC的有效工作，VDDA和VSSA必須與VDD和VSS等電位；3）部分型號VREF未獨立出pin，在芯片內部將VREF與VDDA連接在一起，請忽略對應部分供電設計。

二、軟件接口

不涉及。

電源域

一、功能介紹AT32F402/405 MCU的電源根據作用范圍，可分為VDD/VDDA域，1.2V域兩個部分。VDD/VDDA域VDD域包括I/O電路、省電模式喚醒電路、看門狗WDT、上電/低電壓復位（POR/LVR）、電壓調節器LDO以及除PC13、PC14和PC15之外的所有PAD電路等。VDDA域包括ADC（AD轉換器）、溫度傳感器Temp Sensor等。1.2V域1.2V內核域包括CPU內核、存儲器SRAM、內嵌數字外設以及時鐘鎖相環PLL等，其由電壓調節器（LDO）供電。

二、軟件接口

不涉及。

上電低電壓復位

一、功能介紹VDD/VDDA域內置一個POR模擬模塊用于產生電源復位。

• 上電復位：當VDD由0V上升至工作電壓過程中，電源復位信號在VPOR時刻被上電釋放；
• 低電壓復位：當VDD由工作電壓下降至0V過程中，電源復位信號在VLVR時刻被低電壓復位。

上電復位過程，復位信號的釋放相較于VDD升壓過程存在一定的時間延遲。同時為避免電源電壓在合理范圍內的波動造成芯片誤復位，上電復位與低電壓復位間具有一定遲滯。圖3. 上電/低電壓復位波形圖

表1. 上電/低電壓復位特性表

(1) 由綜合評估得出，不在生產中測試；(2) 產品的特性由設計保證至最小的數值VLVR；(3) 不同型號產品對應的特性參數存在區別，本表摘自AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準。

二、軟件接口

不涉及。

電壓監測器

一、功能介紹電壓監測器主要用來監控供電電源的跳變，以響應一些緊急任務。電壓監測器開啟后，PVMOF將會實時的指示VDD與設定閾值比較的結果。當VDD越過設定的PVM閾值邊界時，產生的PVMOF位電平變化可以通過外部中斷第16號線產生PVM中斷。圖4. PVM的閾值與輸出

表2. 電壓監測電平選擇

(1) 由綜合評估得出，不在生產中測試；(2) 不同型號產品對應的特性參數存在區別，本表摘自AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準。

二、軟件接口

電壓監測臨界值的選擇，軟件由獨立的函數接口實現，其軟件實例如下：/*set the threshold voltage to 2.9v*/pwc_pvm_level_select(PWC_PVM_VOLTAGE_2V9);

電壓監測功能使能，軟件由單獨的函數接口實現，其軟件實例如下：

/*enable power voltage monitor*/pwc_power_voltage_monitor_enable(TRUE);

電壓監測功能通常需結合外部中斷使用。故需對外部中斷線 16 進行初始化，其軟件實例如下：

exint_init_type exint_init_struct;/*config the exint line of the power voltage monitor*/exint_init_struct.line_select=EXINT_LINE_16;exint_init_struct.line_enable=TRUE;exint_init_struct.line_mode=EXINT_LINE_INTERRUPUT;exint_init_struct.line_polarity=EXINT_TRIGGER_BOTH_EDGE;exint_init(&exint_init_struct);/*enable power voltage monitor interrupt*/nvic_irq_enable(PVM_IRQn, 0, 0);

注意：

1) 通過電壓監測功能來實現的軟件任務需安排在EXTI_LINE_16的中斷函數內；2) 電源電壓高于臨界值及低于臨界值均具備產生EXTI_LINE_16中斷的能力，應用需根據實際需求，通過EXTI的邊沿檢測配置來過濾掉不期望的中斷事件。

電壓調節器

一、功能介紹AT32F402/405 MCU內置電壓調節器LDO，其主要用于MCU的1.2V域部分的供電。LDO有四個工作模式：正常模式、低功耗模式、額外低功耗模式和關斷模式。

• 正常模式：用于CPU的正常運行模式、睡眠模式、深度睡眠模式；
• 額外低功耗模式：用于CPU的深度睡眠模式；
• 關斷模式：用于CPU的待機模式。LDO的輸出為高阻狀態，內核電路的供電切斷，寄存器和SRAM的內容將丟失

其中在MCU復位后LDO保持在正常工作模式狀態。表3. 深度睡眠模式下的典型電流消耗表(1) 典型值是在TA=25°C下測試得到；(2) 由綜合評估得出，不在生產中測試；(3) 不同型號產品對應的特性參數存在區別，本表摘自AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準；(4) 隨工藝徧移可能為典型值的數倍。用戶還可根據實際需求調整AT32F402/405 MCU內置電壓調節器LDO的輸出電壓來節省整機功耗。LDO有多種不同的輸出電壓供用戶選擇。選擇不同的輸出電壓時需要遵照如下限定：表4. LDO不同輸出電壓限定電壓調節器輸出電壓調整需要嚴格按照如下步驟進行：1) 系統時鐘切換至HICK或HEXT2) 修改LDO輸出電壓（PWC_LDOOV寄存器的LDOOVSEL）3) 設置閃存性能選擇寄存器（FLASH_PSR）4) 設置PLL相關寄存器至目標頻率，開啟PLL，等待PLL_STBL5) 設置AHB及APB預除頻系數6) 若PLL頻率大于108MHz，打開順滑切換7) 切換系統時鐘至PLL

二、軟件接口

深度睡眠模式下的LDO工作模式選擇，其軟件實例如下：/*congfig the voltage regulator mode*/pwc_voltage_regulate_set(PWC_REGULATOR_EXTRA_LOW_POWER);注意：僅CPU的深度睡眠模式下才可配置LDO的工作模式。

PWC省電模式解析

MCU的工作不可避免的會產生一定的功耗，對于應用實際而言，降低功耗的考量十分重要。結合MCU特性及應用條件，以下羅列部分典型降低功耗的方法。

• CPU運行狀態下，適當降低系統時鐘；
• CPU運行狀態下，關閉AHB和APB總線上未被使用的外設時鐘；
• CPU無需運行時，MCU進入省電模式（睡眠模式、深度睡眠模式、待機模式）。

睡眠模式

一、功能介紹在睡眠模式下，CPU時鐘關閉，其他時鐘保持正常工作，電壓調節器正常工作，所有的I/O管腳都保持它們在運行模式時的狀態，LDO以正常功耗模式提供1.2V電源（CPU內核、內存和內嵌外設）。Cortex-M4F內核設計控制位SLEEPONEXIT，其功能如下：圖5. SLEEPONEXIT功能說明圖

結合SLEEPONEXIT位的設定，MCU支持兩種睡眠機制：

• SLEEPONEXIT=0，執行睡眠指令，此時可立即進入睡眠模式；
• SLEEPONEXIT=1，執行睡眠指令，此時每當系統從最低優先級的中斷處理程序中退出時，會立即進入睡眠模式。

睡眠模式進入及退出WFI進入條件：SLEEPDEEP=0，再執行WFI命令行；喚醒條件：任意外設中斷（該外設的中斷使能位及NVIC使能位均被使能）的響應；WFE進入條件：SLEEPDEEP=0，再執行WFE命令行；喚醒條件：

• 任意外設中斷（該外設的中斷使能位及NVIC使能位均被使能）的響應；
• 任意EXINT線（該EXINT線必須配置為事件模式）上產生的喚醒事件；
• SEVONPEND=1，任意外設中斷（該外設的NVIC使能位未使能）的產生。在進入睡眠之前要確保外設中斷掛起位和NVIC通道掛起位均未處于置位狀態。且此方式喚醒后，軟件需清除外設中斷掛起位和NVIC通道掛起位。

其中，SLEEPDEEP、SEVONPEND均為Cortex-M4F內設計核控制位。其功能介紹如下（詳細的說明可參考Cortex-M4F手冊）：圖6. SLEEPDEEP/SEVONPEND功能說明圖

二、軟件接口

睡眠模式的進入由獨立的軟件接口實現，其軟件實例如下：/*enter sleep mode*/pwc_sleep_mode_enter(PWC_SLEEP_ENTER_WFI);注意：1) WFE進入的睡眠模式喚醒所需的時間最短，因為沒有時間損失在中斷的進入或退出上；2) SLEEPONEXIT規則可結合WFI或WFE使用，但應用設計時需注意其與喚醒條件的配合；3) 應用設計時不開PWC接口時鐘條件下，執行睡眠模式進入函數同樣會實現CPU暫停并等待中斷或事件的效果，只是其功耗不會被明顯降低。

深度睡眠模式

一、功能介紹在深度睡眠模式下，所有1.2V時鐘關閉，HICK和HEXT振蕩器都被關閉，電壓調節器以正常工作或低功耗工作狀態給1.2V域供電，所有I/O管腳都保持它們在運行模式時的狀態，SRAM和寄存器內容保持。深度睡眠模式可與LDO的正常模式、低功耗模式、額外低功耗模式配合使用以進一步節省功耗。深度睡眠模式進入及退出WFI進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=0，再執行WFI命令行；喚醒條件：任意EXINT線（該EXINT線需配置為中斷模式且NVIC使能位被使能）上的中斷響應。WFE進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=0，再執行WFE命令行；喚醒條件：任意EXINT線（該EXINT線需配置為事件模式）上產生的喚醒事件。其中，SLEEPDEEP為Cortex-M4F內設計核控制位。相關介紹請參考3.1.1節說明。系統從深度睡眠模式退出時，HICK RC振蕩器被自動開啟并在穩定后被選為系統時鐘。

二、軟件接口

深度睡眠模式的進入由獨立的軟件接口實現，其軟件實例如下：/*congfig the voltage regulator mode*/pwc_voltage_regulate_set(PWC_REGULATOR_LOW_POWER);/*enter deep sleep mode*/pwc_deep_sleep_mode_enter(PWC_DEEP_SLEEP_ENTER_WFI);注意：1) 退出深度睡眠模式后，HICK RC振蕩器被選為系統時鐘，軟件需根據需求對系統時鐘重新設定；2) 退出深度睡眠模式時，LDO會保持正常模式，因此若進深睡眠前配置為了低功耗模式的話，LDO的模式切換需要一定耗時，從而會增加額外的喚醒時間。

待機模式

一、功能介紹待機模式可最大限度的降低系統功耗，在該模式下，電壓調節器關閉，只有電池供電的寄存器和待機電路維持供電，其他的1.2V供電區域，PLL、HICK和HEXT振蕩器都被斷電。寄存器和SRAM中的內容也會丟失。在待機模式下，除了復位管腳、被設置為防侵入或校準輸出時的TAMPER管腳和被使能的喚醒管腳之外，所有的I/O管腳處于高阻態。待機模式進入及退出進入條件：SLEEPDEEP=1，LPSEL=1，再執行WFI/WFE命令行；退出條件：

• WKUP管腳的上升沿；發生喚醒時會置位SEF、SWEF標志
• NRST管腳上外部復位；發生復位時會置位SEF、NRSTF標志
• WDT復位；發生復位時會置位SEF、WDTRSTF、NRSTF標志
• 實時時鐘事件的上升沿；發生喚醒時會置位SEF、SWEF、及實時時鐘事件對應標志實時時鐘事件為ERTC鬧鐘事件、ERTC入侵事件、ERTC時間戳、ERTC周期性自動喚醒事件。

實時時鐘在部分型號為RTC，部分型號為ERTC，部分ERTC型號不支持周期性自動喚醒，部分型號支持雙鬧鐘。且部分型號具備多個WKUP管腳等，這些差異部分請以實際芯片手冊為準。

二、軟件接口

待機模式的進入由獨立的軟件接口實現，其軟件實例如下：/*enter standby mode*/pwc_standby_mode_enter();用于待機模式喚醒的WKUP管腳使能由獨立的軟件接口實現，其軟件實例如下：/*enable wakeup pin*/pwc_wakeup_pin_enable(PWC_WAKEUP_PIN_1, TRUE);注意：1) SWEF標志為待機喚醒事件標志，其處于置位狀態下執行進入待機模式命令，會立即產生復位。故在進入待機模式前，軟件需確保SWEF標志已被清除；2) 部分型號具備多個WKUP管腳，具體請以實際芯片手冊為準3) 實時時鐘在部分型號為RTC，部分型號為ERTC，具體請以實際芯片手冊為準；4) 部分ERTC型號不支持周期性自動喚醒，部分型號支持雙鬧鐘，具體請以實際芯片手冊為準。

省電模式特性

一、省電模式電流消耗省電模式下的電流消耗會被明顯降低，Datasheet都有經過詳細測試后的數據記錄。如下表示例記錄：表5. 深度睡眠和待機模式下的典型電流消耗表

(1) 典型值是在TA=25°C下測試得到；(2) 由綜合評估得出，不在生產中測試；(3) 睡眠模式下的電流消耗與運行模式間差異不是特別大，本表未做羅列，具體請參考Datasheet；(4) 不同型號產品對應的特性參數存在區別，本表摘自AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準；(5) 隨工藝徧移可能為典型值的數倍。

二、省電模式喚醒時間

省電模式下的喚醒均需要等待及穩定時間，Datasheet都有經過詳細測試后的數據記錄。如下表記錄：表6. 省電模式的喚醒時間表

(1) 不同型號產品對應的特性參數存在區別，本表摘自AT32F402xx/405xx，其他型號請以實際Datasheet為準。