【RTX操作系统教程】第22章 RTX低功耗之停机模式

席萌0209

第22章    RTX低功耗之停机模式

     低功耗是MCU的一项非常重要的指标，本章节为大家讲解STM32F103和STM32F407的低功耗方式之停机模式在RTX操作系统上面的实现方法（RTX本身支持的tickless低功耗模式在第24章节讲解）
     本章教程配套的例子含Cortex-M3内核的STM32F103和Cortex-M4内核的STM32F407。
22.1 STM32F103停机模式介绍
22.2 STM32F407停机模式介绍
22.3 如何有效降低停机模式下的功耗
22.4 实验例程说明
22.5      总结

22.1  STM32F103停机模式介绍

    说明：在RTX系统上面实现停机方式仅需了解这里讲解的知识基本就够用了，更多停机方式的知识请看STM32F103参考手册和Cortex-M3权威指南。
    在系统或电源复位以后，微控制器处于运行状态。当CPU不需继续运行时，可以利用多种低功耗模式来节省功耗，例如等待某个外部事件时。用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式。
    STM32F103有三种低功耗模式：
u 睡眠模式(Cortex™-M3内核停止，所有外设包括Cortex-M3核心的外设，如NVIC、系统滴答定时器Systick等仍在运行)。
u 停机模式(所有的时钟都已停止)。
u 待机模式(1.8V电源关闭)。
     本章节我们主要讲解停机模式，停机模式是在Cortex™-M3的深睡眠模式基础上结合了外设的时钟控制机制，在停止模式下电压调节器可运行在正常或低功耗模式。此时在1.8V供电区域的的所有时钟都被停止， PLL、 HSI和HSE RC振荡器的功能被禁止， SRAM和寄存器内容被保留下来。在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
    在实际的停机模式编程时需要清楚哪些问题呢？ 请继续往下看。

22.1.1 STM32F103如何进入停机模式

    在RTX系统中，让STM32进入停机模式比较容易，调用固件库函数PWR_EnterSTOPMode即可，不过要注意：为了进入停机模式，所有的外部中断的请求位(挂起寄存器(EXTI_PR))和RTC的闹钟标志都必须被清除，否则停止模式的进入流程将会被跳过，程序继续运行。

22.1.2 STM32F103如何退出停机模式

    由于我们是采用指令WFI指令进入停机模式，那么设置任一外部中断线EXTI为中断模式并且在NVIC中必须使能相应的外部中断向量，就可以使用此中断唤醒停机模式。
    在开发板上面是将实体按键K2对应的引脚设置为中断方式触发。按下此按键会将系统从停机模式唤醒。

22.1.3 STM32F103使用停机模式注意事项

     使用停机模式注意以下两个问题：
u  进入停机模式前，一定要关闭滴答定时器，实际测试发现滴答定时器中断也能唤醒停机模式。
u  当一个中断或唤醒事件导致退出停机模式时，HSI RC振荡器被选为系统时钟。这个时候用户要根据需要重新配置时钟，如果使用的HSE时钟，那么要重新配置并使能HSE和PLL。

22.2 STM32F407停机模式介绍

    说明：在RTX系统上面实现停机方式仅需了解这里讲解的知识基本就够用了，更多停机方式的知识请看STM32F407参考手册和Cortex-M4权威指南。
    在系统或电源复位以后，微控制器处于运行状态。当CPU不需继续运行时，可以利用多种低功耗模式来节省功耗，例如等待某个外部事件时。用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式。
    STM32F407有三种低功耗模式：
u 睡眠模式(Cortex™-M4内核停止，所有外设包括Cortex-M4核心的外设，如NVIC、系统滴答定时器Systick等仍在运行)。
u 停止模式(所有的时钟都已停止)。
u 待机模式(1.2V电源关闭)。
    本章节我们主要讲解停机模式，停机模式基于Cortex™-M4F深度睡眠模式与外设时钟门控。调压器既可以配置为正常模式，也可以配置为低功耗模式。在停止模式下，1.2 V域中的所有时钟都会停止， PLL、 HSI和HSE RC振荡器也被禁止。内部SRAM和寄存器内容将保留。在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
    在实际的停机模式编程时需要清楚那些问题呢？ 请继续往下看。

22.2.1 STM32F407如何进入停机模式

    在RTX系统中，让STM32进入停机模式比较容易，调用固件库函数PWR_EnterSTOPMode即可，
    不过要注意：为了进入停止模式，所有EXTI线挂起位（在挂起寄存器 (EXTI_PR)中）、RTC闹钟（闹钟 A和闹钟B）、RTC唤醒、RTC入侵和RTC时间戳标志必须复位,否则停止模式的进入流程将会被跳过，程序继续运行。

22.2.2 STM32F407如何退出停机模式

     由于我们是采用指令WFI指令进入停机模式，那么设置任一外部中断线EXTI为中断模式并且在NVIC中必须使能相应的外部中断向量，就可以使用此中断唤醒停机模式。
    在开发板上面是将实体按键K2对应的引脚设置为中断方式触发。按下此按键会将系统从停机模式唤醒。

22.2.3 STM32F407使用停机模式注意事项

    使用停机模式注意以下两个问题：
u  进入停机模式前，一定要关闭滴答定时器，实际测试发现滴答定时器中断也能唤醒停机模式。
u  当一个中断或唤醒事件导致退出停机模式时，HSI RC振荡器被选为系统时钟。这个时候用户要根据需要重新配置时钟，如果使用的HSE时钟，那么要重新配置并使能HSE和PLL。

22.3 如何有效降低停机模式下的功耗

    设计低功耗主要从以下几方面着手：
u  注意I/O的状态。因为在停机状态下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
    l  如果此I/O口带上拉，请设置为高电平输出或者高阻态输入。
    l  如果此I/O口带下拉，请设置为低电平输出或者高阻态输入。
u  注意I/O和外设IC的连接。
u  测试低功耗的时候，一定不要连接调试器，更不能边调试边测电流。

22.4 实验例程说明

22.4.1 STM32F103开发板实验

配套例子：
    V4-422_RTX实验_低功耗（停机模式）
实验目的：
    1.     学习RTX实验低功耗（停机模式）。
    2.     通过函数DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP,ENABLE);保证停机模式下调试器正常连接使用。
实验内容：
    1.K1按键按下，串口打印。
    2.K2按键按下将系统从停机模式模式恢复。
    3.K3按键按下让系统进入停机模式。
     4.各个任务实现的功能如下：
       AppTaskUserIF任务 ：按键消息处理。
       AppTaskLED任务    ：LED闪烁。
       AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里实现LED闪烁。
       AppTaskStart任务  ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
    5.关于低功耗的停机模式说明：
        (1) 停止模式是在Cortex-M3的深睡眠模式基础上结合了外设的时钟控制机制，在停止模式下电压调节器可运行在正常或低功耗模式。此时在1.8V供电区域的的所有时钟都被停止，PLL、HIS和HSE的RC振荡器的功能被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来。
        (2) 在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
        (3) 一定要关闭滴答定时器，实际测试发现滴答定时器中断也能唤醒停机模式。
        (4) 当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI RC振荡器被选为系统时钟。
        (5) 退出低功耗的停机模式后，需要重新配置使用HSE。
    6.实际项目中推荐采用官方的tickless模式。
设计低功耗主要从以下几个方面着手：
    1.     用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式可以使用的低功耗方式有休眠模式，待机模式，停机模式。
    2.     选择了低功耗方式后就是关闭可以关闭的外设时钟。
    3.     降低系统主频。
    4.     注意I/O的状态。
         如果此I/O口带上拉，请设置为高电平输出或者高阻态输入；
        如果此I/O口带下拉，请设置为低电平输出或者高阻态输入；
       a.在睡眠模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
       b.在停机模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
       c.在待机模式下，所有的I/O引脚处于高阻态，除了以下的引脚：
        ● 复位引脚(始终有效)
        ● 当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚
        ● 被使能的唤醒引脚
    5.注意I/O和外设IC的连接。
    6.测低功耗的时候，一定不要连接调试器，更不能边调试边测电流。
RTX配置：
    RTX配置向导详情如下：

u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
    允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务：
                     AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
                    AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
                    AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，等待任务AppTaskUserIF发来的消息邮箱数据。
                    AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
    创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
RTX任务调试信息：

程序设计：
u  任务栈大小分配：
    staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */
      将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u  系统栈大小分配：

u  外设初始化：
     注意新加的函数初始化函数DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);保证停机模式下调试器正常连接使用。

1. /*
2. /*
3. *********************************************************************************************************
4. *    函 数 名: bsp_Init
5. *    功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。
6. *             全局变量。
7. *    形    参: 无
8. *    返 回 值: 无
9. *********************************************************************************************************
10. */
11. void bsp_Init(void)
12. {
13.      /* 保证停机模式下调试器继续可以连接使用 */
14.      DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);
15.    
16.      /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */
17.      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
19.      bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
20.      bsp_InitLed();         /* 初始LED指示灯端口 */
21.      bsp_InitKey();         /* 初始化按键 */
22. }

复制代码

u  RTX初始化：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: main
4. *    功能说明: 标准c程序入口。
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. int main (void)
10. {   
11.      /* 初始化外设 */
12.      bsp_Init();
13.    
14.      /* 创建启动任务 */
15.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
16.                        4,                        /* 任务优先级 */
17.                        &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
18.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
19.      while(1);
20. }

复制代码

u  RTX任务创建：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskCreate
4. *    功能说明: 创建应用任务
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. static void AppTaskCreate (void)
10. {
11.      HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF,             /* 任务函数 */
12.                                            1,                         /* 任务优先级 */
13.                                            &AppTaskUserIFStk,         /* 任务栈 */
14.                                            sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
15.    
16.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
17.                                         2,                       /* 任务优先级 */
18.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
19.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
20.    
21.      HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro,             /* 任务函数 */
22.                                            3,                         /* 任务优先级 */
23.                                            &AppTaskMsgProStk,         /* 任务栈 */
24.                                            sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
25. }

复制代码

u  K2按键用来将系统从停机模式唤醒，配置如下（在文件bsp_key.c文件）：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: TouchInterrupt_Configuration
4. *    功能说明: 停机模式唤醒按键
5. *    形    参：无
6. *    返 回 值: 无              
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. static void bsp_InitKeyStopMODE(void)
10. {
11.      GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
12.      EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;
13.      NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;
15.      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
16.      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
18.      /* 配置引脚 */
19.      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_K2;
20.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
21.      GPIO_Init(GPIO_PORT_K2, &GPIO_InitStructure);
23.      GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
25.      /* 配置外部中断事件 */
26.      EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
27.      EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
28.      EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
29.      EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
30.      EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
32.      /* 16个抢占式优先级，0个响应式优先级 */
33.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
34.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 15;
35.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
36.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
37.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
38. }
40. /* 中断服务程序，在文件stm32f10x_it.c里面实现*/
41. /*
42. *********************************************************************************************************
43. *    函 数 名: EXTI0_IRQHandler
44. *    功能说明: 外部中断服务程序
45. *    形    参: 无
46. *    返 回 值: 无
47. *********************************************************************************************************
48. */
49. void EXTI0_IRQHandler (void)
50. {
51.      if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
52.      {   
53.          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); /* 清除中断标志位 */
54.      }         
55. }

复制代码

u  四个RTX任务的实现：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskUserIF
4. *    功能说明: 按键消息处理     
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *   优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
8. *********************************************************************************************************
9. */
10. __task void AppTaskUserIF(void)
11. {
12.      uint8_t ucKeyCode;
14.     while(1)
15.     {
16.          ucKeyCode = bsp_GetKey();
17.         
18.          if (ucKeyCode != KEY_NONE)
19.          {
20.               switch (ucKeyCode)
21.               {
22.                    /* K1键按下，打印调试说明 */
23.                    case KEY_DOWN_K1:
24.                        printf("K1键按下，使用MDK中自带的RTX调试组件，请务必使用MDK4.74版本进行调试\r\n");
25.                        break;  
27.                    /* K2键按下，直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro */
28.                    case KEY_DOWN_K2:
29.                        printf("K2键按下，直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro\r\n");
30.                        os_sem_send (&semaphore);
31.                        break;
33.                    /* 其他的键值不处理 */
34.                    default:                    
35.                        break;
36.               }
37.          }
38.         
39.          os_dly_wait(20);
40.      }
41. }
43. /*
44. *********************************************************************************************************
45. *    函 数 名: AppTaskLED
46. *    功能说明: LED闪烁。
47. *    形    参: 无
48. *    返 回 值: 无
49. *   优 先 级: 2
50. *********************************************************************************************************
51. */
52. __task void AppTaskLED(void)
53. {
54.      const uint16_t usFrequency = 200; /* 延迟周期 */
55.    
56.      /* 设置延迟周期 */
57.      os_itv_set(usFrequency);
58.    
59.     while(1)
60.     {
61.          bsp_LedToggle(2);
62.          bsp_LedToggle(3);
64.          /* os_itv_wait是绝对延迟，os_dly_wait是相对延迟。*/
65.          os_itv_wait();
66.     }
67. }
69. /*
70. *********************************************************************************************************
71. *    函 数 名: AppTaskMsgPro
72. *    功能说明: 消息处理，等待任务AppTaskUserIF发来的信号量同步信号
73. *    形    参: 无
74. *    返 回 值: 无
75. *   优 先 级: 3
76. *********************************************************************************************************
77. */
78. __task void AppTaskMsgPro(void)
79. {
80.      OS_RESULT xResult;
81.      const uint16_t usMaxBlockTime = 200; /* 延迟周期 */
82.    
83.     while(1)
84.     {
85.          xResult = os_sem_wait (&semaphore, usMaxBlockTime);
86.         
87.          switch (xResult)
88.          {
89.               /* 无需等待接受到信号量同步信号 */
90.               case OS_R_OK:
91.                    printf("无需等待接受到信号量同步信号\r\n");
92.                    break;  
94.               /* 信号量不可用，usMaxBlockTime等待时间内收到信号量同步信号 */
95.               case OS_R_SEM:
96.                    printf("信号量不可用，usMaxBlockTime等待时间内收到信号量同步信号\r\n");
97.                    break;
99.               /* 超时 */
100.               case OS_R_TMO:
101.                    bsp_LedToggle(1);
102.                    bsp_LedToggle(4);
103.                    break;
104.             
105.               /* 其他值不处理 */
106.               default:                    
107.                    break;
108.          }   
109.     }
110. }
112. /*
113. *********************************************************************************************************
114. *    函 数 名: AppTaskStart
115. *    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。这里实现按键扫描。
116. *    形    参: 无
117. *    返 回 值: 无
118. *   优 先 级: 4
119. *********************************************************************************************************
120. */
121. __task void AppTaskStart(void)
122. {
123.      /* 创建任务 */
124.      AppTaskCreate();
125.    
126.      /* 创建任务通信机制 */
127.      AppObjCreate();
128.    
129.     while(1)
130.     {
131.          /* 按键扫描 */
132.          bsp_KeyScan();
133.         os_dly_wait(10);
134.     }
135. }

复制代码

22.4.2 STM32F407开发板实验

配套例子：
    V5-422_RTX实验_低功耗（停机模式）
实验目的：
    1.     学习RTX实验低功耗（停机模式）。
     2.     通过函数DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP,ENABLE);保证停机模式下调试器正常连接使用。
实验内容：
    1.K1按键按下，串口打印。
    2.K2按键按下将系统从停机模式模式恢复。
     3.K3按键按下让系统进入停机模式。
     4.各个任务实现的功能如下：
      AppTaskUserIF任务 ：按键消息处理。
      AppTaskLED任务    ：LED闪烁。
      AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里实现LED闪烁。
      AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
       5.关于低功耗的停机模式说明：
       (1) 停止模式是在Cortex-M4F的深睡眠模式基础上结合了外设的时钟控制机制，在停止模式下电压调节器可运行在正常或低功耗模式。此时在1.2V供电区域的的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE RC振荡器的功能被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来。
       (2) 在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
       (3) 一定要关闭滴答定时器，实际测试发现滴答定时器中断也能唤醒停机模式。
       (4) 当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSIRC振荡器被选为系统时钟。
        (5) 退出低功耗的停机模式后，需要重新配置使用HSE。
     6.实际项目中推荐采用官方的tickless模式。
设计低功耗主要从以下几个方面着手：
    1.     用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件，选定一个最佳的低功耗模式可以使用的低功耗方式有休眠模式，待机模式，停机模式。
    2.     选择了低功耗方式后就是关闭可以关闭的外设时钟。
    3.     降低系统主频。
    4.     注意I/O的状态。
       如果此I/O口带上拉，请设置为高电平输出或者高阻态输入；
      如果此I/O口带下拉，请设置为低电平输出或者高阻态输入；
        a.在睡眠模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
        b.在停机模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
        c.在待机模式下，所有的I/O引脚处于高阻态，除了以下的引脚：
       ● 复位引脚（仍可用）。
       ● RTC_AF1引脚 (PC13)（如果针对入侵、时间戳、RTC闹钟输出或RTC时钟校准输出进行了配置）。
       ● WKUP引脚 (PA0)（如果使能）。
    5.注意I/O和外设IC的连接。
    6.测低功耗的时候，一定不要连接调试器，更不能边调试边测电流。
RTX配置：
     RTX配置向导详情如下：

u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
     允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务：
                    AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
                    AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
                    AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，等待任务AppTaskUserIF发来的消息邮箱数据。
                    AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
l  Number of tasks with user-provided stack
    创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
RTX任务调试信息：

程序设计：
u  任务栈大小分配：
    staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */
      将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u  系统栈大小分配：

u  外设初始化：
    注意新加的函数初始化函数DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);保证停机模式下调试器正常连接使用。

1. /*
2. /*
3. *********************************************************************************************************
4. *    函 数 名: bsp_Init
5. *    功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。
6. *             全局变量。
7. *    形    参: 无
8. *    返 回 值: 无
9. *********************************************************************************************************
10. */
11. void bsp_Init(void)
12. {
13.      /* 保证停机模式下调试器继续可以连接使用 */
14.      DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);
15.    
16.      /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */
17.      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
18.    
19.      bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
20.      bsp_InitKey();         /* 初始化按键变量（必须在 bsp_InitTimer() 之前调用） */
22.      /* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */
24.      bsp_InitLed();         /* 初始LED指示灯端口 */
25. }

复制代码

u  RTX初始化：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: main
4. *    功能说明: 标准c程序入口。
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. int main (void)
10. {   
11.      /* 初始化外设 */
12.      bsp_Init();
13.    
14.      /* 创建启动任务 */
15.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
16.                        4,                        /* 任务优先级 */
17.                        &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
18.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
19.      while(1);
20. }

复制代码

u  RTX任务创建：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: AppTaskCreate
4. *    功能说明: 创建应用任务
5. *    形    参: 无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. static void AppTaskCreate (void)
10. {
11.      HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF,             /* 任务函数 */
12.                                            1,                         /* 任务优先级 */
13.                                            &AppTaskUserIFStk,         /* 任务栈 */
14.                                            sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
15.    
16.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
17.                                         2,                       /* 任务优先级 */
18.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
19.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
20.    
21.      HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro,             /* 任务函数 */
22.                                            3,                         /* 任务优先级 */
23.                                            &AppTaskMsgProStk,         /* 任务栈 */
24.                                            sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
25. }

复制代码

u  K2按键用来将系统从停机模式唤醒，配置如下（在文件bsp_key.c文件）：

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: TouchInterrupt_Configuration
4. *    功能说明: 停机模式唤醒按键
5. *    形    参：无
6. *    返 回 值: 无              
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. static void bsp_InitKeyStopMODE(void)
10. {
11.      GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
12.      EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;
13.      NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
14.    
15.      /* 使能SYSCFG时钟 */
16.      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
17.      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);
18.      RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);
19.    
20.      /* 配置按键K2的GPIO为浮动输入模式(实际上CPU复位后就是输入状态) */
21.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;       /* 设为输入口 */
22.      GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;     /* 设为推挽模式 */
23.      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;   /* 无需上下拉电阻 */
24.      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  /* IO口最大速度 */
25.      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_K2;
26.      GPIO_Init(GPIO_PORT_K2, &GPIO_InitStructure);
27.    
28.      /* 连接 EXTI Line13 到 PC13 引脚 */
29.      SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOC, EXTI_PinSource13);
30.    
31.      /* 配置 EXTI LineXXX */
32.      EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line13;
33.      EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
34.      EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
35.      EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
36.      EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
38.      /* 16个抢占式优先级，0个响应式优先级 */
39.      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
40.      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 15;
41.      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
42.      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
43.      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
44. }
46. /* 中断服务程序，在文件stm32f4xx_it.c里面实现*/
47. /*
48. *********************************************************************************************************
49. *    函 数 名: EXTI15_10_IRQHandler
50. *    功能说明: 外部中断服务程序
51. *    形    参: 无
52. *    返 回 值: 无
53. *********************************************************************************************************
54. */
55. void EXTI15_10_IRQHandler(void)
56. {
57.      if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET)
58.      {   
59.          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13); /* 清除中断标志位 */
60.      }         
61. }

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u  四个RTX任务的实现：

1. /*
2. /*
3. *********************************************************************************************************
4. *    函 数 名: AppTaskUserIF
5. *    功能说明: 按键消息处理     
6. *    形    参: 无
7. *    返 回 值: 无
8. *   优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
9. *********************************************************************************************************
10. */
11. __task void AppTaskUserIF(void)
12. {
13.      uint8_t ucKeyCode;
15.     while(1)
16.     {
17.          ucKeyCode = bsp_GetKey();
18.         
19.          if (ucKeyCode != KEY_NONE)
20.          {
21.               switch (ucKeyCode)
22.               {
23.                    /* K1键按下，打印调试说明 */
24.                    case KEY_DOWN_K1:
25.                        printf("K1键按下，使用MDK中自带的RTX调试组件，请务必使用MDK4.74版本进行调试\r\n");
26.                        break;  
27.                   
28.                    /* K3键按下 进入到停机模式 */
29.                    case KEY_DOWN_K3:         
30.                        printf("K3按键按下，系统进入待机模式，按K2按键将唤醒\r\n");
31.                    /*
32.                    1. 停止模式是在Cortex-M3的深睡眠模式基础上结合了外设的时钟控制机制，在停止模式下电压
33.                     调节器可运行在正常或低功耗模式。此时在1.8V供电区域的的所有时钟都被停止， PLL、 HSI和
34.                      HSE的RC振荡器的功能被禁止， SRAM和寄存器内容被保留下来。
35.                     2. 在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
36.                     3. 一定要关闭滴答定时器，实际测试发现滴答定时器中断也能唤醒停机模式。
37.                    */
38.                        tsk_lock ();  /* 调度锁是通过关闭滴答定时器中断实现 */
39.                        PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);                 
40.                      
41.                        /*
42.                          1、当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时， HSI RC振荡器被选为系统时钟。
43.                          2、退出低功耗的停机模式后，需要重新配置使用HSE。
44.                        */
45.                        SystemInit();
46.                        tsk_unlock ();
47.                        break;
49.                    /* 其他的键值不处理 */
50.                    default:                    
51.                        break;
52.               }
53.          }
54.         
55.          os_dly_wait(20);
56.      }
57. }
59. /*
60. *********************************************************************************************************
61. *    函 数 名: AppTaskLED
62. *    功能说明: LED闪烁。
63. *    形    参: 无
64. *    返 回 值: 无
65. *   优 先 级: 2
66. *********************************************************************************************************
67. */
68. __task void AppTaskLED(void)
69. {
70.      const uint16_t usFrequency = 200; /* 延迟周期 */
71.    
72.      /* 设置延迟周期 */
73.      os_itv_set(usFrequency);
74.    
75.     while(1)
76.     {
77.          bsp_LedToggle(2);
78.          bsp_LedToggle(3);
80.          /* os_itv_wait是绝对延迟，os_dly_wait是相对延迟。*/
81.          os_itv_wait();
82.     }
83. }
85. /*
86. *********************************************************************************************************
87. *    函 数 名: AppTaskMsgPro
88. *    功能说明: 消息处理，这里实现LED闪烁
89. *    形    参: 无
90. *    返 回 值: 无
91. *   优 先 级: 3
92. *********************************************************************************************************
93. */
94. __task void AppTaskMsgPro(void)
95. {
96.      const uint16_t usFrequency = 200; /* 延迟周期 */
97.    
98.      /* 设置延迟周期 */
99.      os_itv_set(usFrequency);
100.    
101.     while(1)
102.     {
103.          bsp_LedToggle(1);
104.          bsp_LedToggle(4);
106.          /* os_itv_wait是绝对延迟，os_dly_wait是相对延迟。*/
107.          os_itv_wait();
108.     }
109. }
111. /*
112. *********************************************************************************************************
113. *    函 数 名: AppTaskStart
114. *    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。这里实现按键扫描。
115. *    形    参: 无
116. *    返 回 值: 无
117. *   优 先 级: 4
118. *********************************************************************************************************
119. */
120. __task void AppTaskStart(void)
121. {
122.      /* 创建任务 */
123.      AppTaskCreate();
124.    
125.     while(1)
126.     {
127.          /* 按键扫描 */
128.          bsp_KeyScan();
129.         os_dly_wait(10);
130.     }
131. }

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22.5 总结

    本章节主要为大家讲解了RTX低功耗之停机模式，这里仅是提供了一种停机模式在RTX上的实现思路，有兴趣的同学也可以想一些其它的实现思路。