带你了解STM32：PWR电源控制

STMicroelectronics STM32 系列：PWR（电源控制）模块深入浅出

本文将以通俗易懂的方式，从架构、模块功能、典型低功耗模式、注册配置、实战建议等方面，带你全面了解 STM32 系列微控制器中 PWR（Power Control）电源控制子模块。适合阿 杰做科普文案或学习笔记。

1. 模块概述

• 在 STM32 中，PWR 模块负责与电源管理、低功耗模式、备份域、唤醒事件、监管器（regulator）控制等相关的操作。参考 ST 官方 Wiki：Getting started with PWR。 (STMicroelectronics)
• 功能包括：
  • 电压检测（PVD, Power Voltage Detector）
  • 唤醒引脚（Wake-up pins）配置
  • 进入/退出低功耗模式（Sleep、Stop、Standby 等）
  • 保留备份域与 RTC 电池域（VBAT）管理
  • 电源监管器控制（如 LDO／SMPS 在部分系列中）

2. 典型低功耗模式简介

了解 PWR 之前，先熟悉几种常见的低功耗模式，因为 PWR 模块就是实现这些模式的关键。

• Sleep 模式：CPU 停止运行，但外设时钟、系统时钟可继续运行。唤醒迅速。 (ControllersTech®)
• Stop 模式：主要系统时钟停止，CPU 停止，部分电路停用，但 SRAM 等可保留。用于中期休眠。 (ControllersTech®)
• Standby 模式：几乎所有系统停用，仅保留 RTC 或备份域。功耗极低，唤醒类似复位。 (ControllersTech®)

3. PWR 模块关键寄存器与功能

PWR 模块通过若干寄存器控制上述功能（以某系列为例）：

• PWR_CR1 / CR2 / …（Control Registers）：控制低功耗模式进入、监管器设置、PVD 使能、唤醒引脚使能等。
• PWR_SR1 / SR2（Status Registers）：状态标志、唤醒标志、待机标志等。
• PWR_SCR（Status Clear Register）：清除待机/唤醒标志用。
• 例如 libopencm3 的 PWR 模块定义：pwr_enable_power_voltage_detect()、pwr_enable_wakeup_pin()、pwr_get_standby_flag() 等。 (libopencm3.org)

栗子代码示例

（假设使用 HAL 或寄存器直接写）

// 使能电压检测（PVD）阈值
HAL_PWR_EnablePVD();
__HAL_PWR_PVDLEVEL_CONFIG(PWR_PVDLEVEL_2);

// 配置唤醒引脚
HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1);

// 清除待机标志
__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB);

// 进入待机模式
HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();

（具体函数名称依系列而异）

4. 实战选型 & 使用建议

• 选择适合的低功耗模式：
  • 若希望短暂停止 CPU，但快速恢复：选 Sleep。
  • 若长期休眠、但还要保留 SRAM 或部分功能：选 Stop。
  • 若几乎关闭 MCU、仅留 RTC 等功能：选 Standby。 (ControllersTech®)
• 唤醒来源必须配置：唤醒引脚、RTC、外部中断等。否则 MCU 会一直休眠。
• GPIO 状态 & 外设状态注意：进入低功耗前，建议将不必要的外设关闭、GPIO 设置为模拟状态或低功耗状态以减少泄漏。 (STMicroelectronics)
• 监管器模式注意：某些系列（如 STM32WB/STM32U）支持 LDO vs SMPS 模式切换，高效节能。 (STMicroelectronics)
• 时钟恢复：从 Stop 模式醒来后，主时钟可能需要重新配置。
• 备份域/RTC注意事项：若用 VBAT 供电域，需正确配置 PWR 模块与备份寄存器。

5. 常见“坑”与注意事项

• 忘记清除待机或唤醒标志，导致无法再次进入低功耗模式。
• 唤醒引脚未配置或被禁用，进入 Stop/Standby 后无法唤醒。
• 进入深度停机模式前，未将 GPIO 配置为低功耗状态，导致实际功耗高于预期。
• 使用某些外设（如 ADC、USB、DMA）进入低功耗模式时，可能需要先关闭或断时钟。
• 系列差异大，不同 STM32 系列 PWR 寄存器、低功耗模式名称或可用性可能不同。建议查阅具体参考手册。

6. 小结

PWR 模块是 STM32 实现电源管理、低功耗运行的核心。掌握其寄存器与模式，能让你在项目中从“随意省电”迈向“精细省电”——对电池供电、物联网、便携设备等尤为重要。

📚 参考资料

• ST 官方 Wiki：Getting started with PWR – STM32 MCU. https://wiki.st.com/stm32mcu/wiki/Getting_started_with_PWR (STMicroelectronics)
• ST 讲义 “System Power control (PWR)” for STM32WB. https://www.st.com/resource/en/product_training/STM32WB-System-Power-control-PWR.pdf (STMicroelectronics)
• Tutorial “Low Power Modes in STM32 – Sleep, Stop, and Standby” (Controllerstech). https://controllerstech.com/low-power-modes-in-stm32/ (ControllersTech®)