STM32F103学习笔记（七） PWR电源管理（原理篇）_stm32f103 电源管理

目录

1. PWR电源管理简介

2. STM32F103的PWR模块概述

2.1 PWR模块的基本工作原理

2.2 电源管理的功能和特点

3. PWR模块的常见应用场景

4. 常见问题与解决方案

1. PWR电源管理简介

        PWR（Power）模块是STM32F103系列微控制器中的一个重要组成部分，负责管理芯片的供电和电源控制。在嵌入式系统中，电源管理是至关重要的，它直接影响着系统的稳定性、功耗和性能。PWR模块提供了一系列功能和特性，帮助我们有效地管理系统的电源，实现低功耗和高性能的平衡。简单来说，PWR的目的是实现低功耗运行，从而延长电池寿命，提高系统稳定性和可靠性。

      

2. STM32F103的PWR模块概述

2.1 PWR模块的基本工作原理

        PWR模块的基本原理是为了提供对芯片供电的控制和管理。在嵌入式系统中，通常会有多种供电模式，例如工作模式、低功耗模式和待机模式等。PWR模块通过配置不同的控制寄存器和设置位来实现这些供电模式的切换和管理。通过设置PWR模块的相关寄存器，可以控制芯片的供电源、工作模式和功耗状态。三种模式在数据手册中的介绍如下图所示

其中要关注的是进入以上三种运行模式后，系统的唤醒方式，可以在手册中找到

        由于以上三种模式对芯片的影响由小到大的顺序依次是：睡眠模式>停机模式>待机模式，所以对应唤醒的条件的难易程度也一一对应，其中待机模式的唤醒条件最为严格苛刻，只支持WKUP引脚的上升沿、RTC闹钟事件、 NRST引脚上的外部复位、IWDG复位这些方式进行唤醒，故待机模式的功耗也是最低的，待机模式下的待机电流只有3uA左右。

        除了以上三种能够降低功耗的方式外，在手册中还提出了除更改运行模式外的两种降低功耗的方式，分别是降低系统时钟，默认stm32f103c8t6的系统时钟是72MHz的，可以通过配置更改系统时钟，降低系统时钟可以降低功耗，同时关闭APB和AHB总线上未被使用的外设时钟也可以降低系统功耗。

2.2 电源管理的功能和特点

PWR模块具有多种电源管理功能和特点，包括：

        供电源选择：可以选择不同的供电源，例如主电源或备份电源。

        电源电压监测：可以监测供电电压的稳定性和合理性。

        低功耗模式管理：可以进入低功耗模式以降低系统功耗。

        待机模式管理：可以进入待机模式以实现系统的快速唤醒和低功耗运行。

stm32电源框图如下图所示

3. PWR模块的常见应用场景

        PWR（Power）电源管理模块在STM32F103C8T6微控制器中担任重要角色，其应用场景广泛，包括但不限于以下几个方面：

        便携式设备：便携式设备通常依赖电池供电，如智能手表、便携式音乐播放器等。PWR模块通过提供低功耗模式和睡眠模式等功能，有效延长设备的续航时间，提升用户体验。

        传感器网络：传感器网络中的节点通常分布在较远的地方，难以通过有线电源供电。PWR模块可以帮助这些节点实现低功耗运行，减少电池更换频率，降低维护成本。

        远程监测设备：远程监测设备需要长时间运行，但对能源的需求较为苛刻。PWR模块可以帮助这些设备实现节能运行，延长其运行时间间隔，减少电池更换频率。

        智能家居：智能家居设备通常需要长时间运行，以监控环境、控制家电等。PWR模块的使用可以实现低功耗运行，降低能源消耗和电费支出。

4. 常见问题与解决方案

电池续航时间过短：

        问题描述：设备使用电池供电时，电池续航时间不够长，需要频繁更换电池。

        解决方案：检查设备是否在非活动状态下处于低功耗模式，优化设备的功耗管理策略，减少待机电流消耗。

系统在睡眠模式下无法正常唤醒：

        问题描述：设备进入睡眠模式后，无法通过外部触发条件正常唤醒。

        解决方案：检查睡眠模式的配置是否正确，确保唤醒源的引脚配置和唤醒中断的使能正确设置。

电源管理模块功能异常：

        问题描述：设备的电源管理模块功能异常，导致设备无法正常工作。

        解决方案：检查电源管理模块的初始化配置是否正确，确认模块的电源供应是否稳定，检查外部电源和电池的连接情况。

电池电量显示不准确：

        问题描述：设备使用电池供电时，电池电量显示不准确。

        解决方案：优化电池电量检测算法，减少电量检测过程中的功耗消耗，提高电量检测的准确性。