11.1.PMU 簡介

PMU即電源管理單元，它有三個電源域，包括VDD/VDDA域、1.1V/1.2V域和備份域。電源管理單元在常規(guī)芯片提供了三種省電模式，包括睡眠模式、深度睡眠模式和待機模式；在低功耗芯片中，電源管理單元提供了十種省電模式，包括運行模式，運行模式 1，運行模式 2，睡眠模式，睡眠模式 1，睡眠模式 2，深度睡眠模式，深度睡眠模式 1，深度睡眠模式 2 和待機模式。這些模式能減少電源能耗，且使得應(yīng)用程序可以在CPU運行時間要求、速度和功耗的相互沖突中獲得最佳折衷。

11.2.PMU 功能

三個電源域：備份域、 VDD/VDDA域和1.1V/1.2V電源域；

三種省電模式（常規(guī)芯片）：睡眠模式、深度睡眠模式和待機模式；

十種省電模式（低功耗芯片）：運行模式、運行模式1、運行模式2、睡眠模式、睡眠模式1、睡眠模式2、深度睡眠模式、深度睡眠模式1、深度睡眠模式2和待機模式。

內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器（ LDO）提供1.1V/1.2V電源；

提供低電壓檢測器，當電壓低于所設(shè)定的閾值時能發(fā)出中斷或事件；

當VDD供電關(guān)閉時，由VBAT（電池）為備份域供電；

LDO輸出電壓用于節(jié)約能耗；

低驅(qū)動模式用于在深入睡眠模式下超低功耗。高驅(qū)動模式用在高頻模式中。

如下圖PMU及相關(guān)電源域內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖所示。

電池備份域

電池備份域由內(nèi)部電源切換器來選擇VDD供電或VBAT（電池）供電，然后由VBAK為備份域供電，該備份域包含RTC（實時時鐘）、 LXTAL（低速外部晶體振蕩器）、 BPOR（備份域上電復(fù)位）、 BREG（備份寄存器），以及PC13至PC15共3個PAD。為了確保備份域中寄存器的內(nèi)容及RTC正常工作，當VDD關(guān)閉時， VBAT引腳可以連接至電池或其他電源等備份源供電。

VDD/VDDA 電源域

VDD/VDDA 域包括 VDD 域和 VDDA 域兩部分。VDD 域包括 HXTAL（高速外部晶體振蕩器）、LDO（電壓調(diào)節(jié)器）、 POR/PDR（上電/掉電復(fù)位）、 FWDGT（獨立看門狗定時器）和除 PC13、PC14和 PC15 之外的所有 PAD 等等。 VDDA 域包括 ADC/DAC（ AD/DA 轉(zhuǎn)換器）、 IRC8M（ 內(nèi)部 8MRC 振蕩器）、 IRC48M（ 內(nèi)部 48M RC 振蕩器）、 IRC40K（內(nèi)部 40KHz RC 振蕩器） PLLs（鎖相環(huán)）和 LVD（低電壓檢測器）等等。

VDD 域 POR/ PDR（上電/掉電復(fù)位） 電路檢測VDD/VDDA并在電壓低于特定閾值時產(chǎn)生電源復(fù)位信號復(fù)位除備份域之外的整個芯片。 如下圖上電/掉電復(fù)位波形圖顯示了供電電壓和電源復(fù)位信號之間的關(guān)系。 VPOR表示上電復(fù)位的閾值電壓， VPDR表示掉電復(fù)位的閾值電壓，以GD32F303為例 ，典型值約為2.40V，典型值約為1.8V。遲滯電壓Vhyst值約為600mV。

VDDA 域

LVD 的功能是檢測 VDD/VDDA 供電電壓是否低于低電壓檢測閾值，該閾值由電源控制寄存器(PMU_CTL)中的 LVDT[2:0]位進行配置。 LVD 通過 LVDEN 置位使能，位于電源狀態(tài)寄存器(PMU _CS)中的 LVDF 位表示低電壓事件是否出現(xiàn)，該事件連接至 EXTI 的第 16 線，用戶可以通過配置 EXTI 的第 16 線產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。下圖LVD閾值波形圖顯示了 VDD/VDDA 供電電壓和 LVD 輸出信號的關(guān)系。（ LVD 中斷信號依賴于 EXTI 第 16 線的上升或下降沿配置）。

遲滯電壓 Vhyst 值為 100mV。

省電模式

三種低功耗功耗模式對比表

不同系列 standby 喚醒源

11.3.硬件注意事項

1）對于沒有外部電池的應(yīng)用，建議將 VBAT 引腳通過 100nF 的外部陶瓷去耦電容連接到 VDD 引 腳上；

2）由于 PC13 至 PC15 引腳是通過電源切換器供電的，電源切換器僅可通過小電流，因此當 PC13 至 PC15 的 GPIO 口在輸出模式時， 其工作的速度不能超過 2MHz(最大負載為 30pF)。

3）如果 VDDA 和 VDD 不同時，VDDA 須高于 VDD，但壓差不超過 0.2V。

VBAT 參考電路

11.4.軟件配置說明

PMU 以低功耗模板配置為例來說明

Demo 一 ( Deepsleep 模式)

demo 功能說明：

MCU 上電啟動后，LED 燈閃爍 5 次，進入深度睡眠模式，通過按鍵來喚醒，LED 燈繼續(xù)閃爍 5次又進入深度睡眠。

軟件配置步驟如下：

1)開啟 PMU 時鐘

rcu_periph_clock_enable(RCU_PMU);

2)配置 LED 燈

void led_config(void) { gd_eval_led_init(LED1); gd_eval_led_init(LED2); gd_eval_led_init(LED3); gd_eval_led_init(LED4); }

3)配置喚醒按鍵 PC13

void gd_eval_key_init(void) //配置喚醒按鍵 { rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC); //配置 GPIOC 的時鐘 rcu_periph_clock_enable(RCU_AF); //開啟復(fù)用時鐘 gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_13);//配置 GPIO PC13 為浮空輸入模式 nvic_irq_enable(EXTI10_15_IRQn, 2U, 0U); //配置中斷向量、搶占優(yōu)先級、主優(yōu)先 級 gpio_exti_source_select(GPIO_EVENT_PORT_GPIOC, GPIO_EVENT_PIN_13); //配置外部中斷源 PC13 exti_init(EXTI_13, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING); //配置外部中斷 13 線 、下降沿觸發(fā) exti_interrupt_flag_clear(EXTI_13); //清空外部中斷 13 線的中斷標志 }

4)進入低功耗模式函數(shù)

pmu_to_deepsleepmode(PMU_LDO_NORMAL,WFI_CMD);

1. 按鍵外部觸發(fā)中斷服務(wù)函數(shù)

void EXTI10_15_IRQHandler(void) { if (RESET != exti_interrupt_flag_get(EXTI_13)) //判斷是否為 13 號中斷線 { exti_interrupt_flag_clear(EXTI_13); //清空標志 } }

1. 喚醒后重新配置 PLL 系統(tǒng)時鐘

void systemclk_from_deepsleep(void) // deepsleep 喚醒后系統(tǒng)時鐘從內(nèi)部時鐘切換到 PLL 時鐘 { RCU_CTL |= RCU_CTL_PLLEN; //使能 PLL while(0U == (uint32_t)(RCU_CTL & RCU_CTL_PLLSTB)) //等待 PLL 穩(wěn)定 { } RCU_CFG0 &= ~RCU_CFG0_SCS; RCU_CFG0 |= RCU_CKSYSSRC_PLL; while(0U == (RCU_CFG0 & RCU_SCSS_PLL)){ //選擇 PLL 為系統(tǒng)時鐘 } }

11.5.PMU 使用注意事項

（1）深度睡眠模式 只要是外部中斷就能喚醒；

（2）從深度睡眠模式喚醒后，PLL 是沒有被使能，喚醒后需要配置 PLL，不然 MCU 系統(tǒng)時鐘就是內(nèi)部時鐘；

（3）進入 deepsleep 低功耗模式后，將未使用到的 IO 配置成模擬輸入模式，以降低芯片整體功耗。

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