目录

低功耗模式简介

STM32低功耗模式

Tickless模式详解

Tickless模式相关配置

实验源码

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低功耗模式简介

很多应用场合对于功耗的要求很严格,比如可穿戴低功耗产品、物联网低功耗产品等。

一般MCU都有相应的低功耗模式,裸机开发时可以使用MCU的低功耗模式。

FreeRTOS也提供了一个叫Tickless的低功耗模式,方便带FreeRTOS操作系统的应用开发。

STM32低功耗模式

使用内核指令WFI指令进入睡眠模式_WFI,唤醒睡眠模式任意中断

使用内核指令WFE指令进入睡眠模式,唤醒睡眠模式唤醒事件

Tickless模式详解

Tickless低功耗模式的本质是通过调用指令WFI实现睡眠模式!

为了可以降低功耗,又不影响系统运行,可以在本该空闲任务执行的期间,让MCU 进入相应的低功耗模式,当其他任务准备运行的时候,唤醒MCU退出低功耗模式。

难点:

1.进入低功耗之后,多久唤醒?也就是下一个要运行的任务如何被准确唤醒

2.任何中断均可唤醒MCU,若滴答定时器频繁中断则会影响低功耗的效果?

将滴答定时器的中断周期修改为低功耗运行时间,退出低功耗后,需补上系统时钟节拍数。

FreeRTOS的低功耗Tickless 模式机制已经处理好了这些难点。

Tickless模式相关配置

此宏用于使能低功耗Tickless模式

configUSE_TICKLESS_IDLE 

此宏用于定义系统进入相应低功耗模式的最短时长

configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP

此宏用于定义需要在系统进入低功耗模式前执行的事务,如:进入低功耗前关闭外设时钟,以达到降低功耗的目的。

configPRE_SLEEP_PROCESSING(x)

此宏用于定义需要在系统退出低功耗模式后执行的事务,如:退出低功耗后开启之前关闭的外设时钟,以使系统能够正常运行

configPOST_SLEEP_PROCESSING(x)

实验源码

将在二值信号量源码中,加入低功耗模式,最后对比这个两个实验的功耗结果,观察Tickless模式对于降低功耗是否有用。(需要检测功耗仪器来测)

/**
  ******************************************************************************
  * @file           : user_mian.h
  * @brief          : V1.00
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  ******************************************************************************
  */

/* Include 包含---------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
#include <stdbool.h>
#include "user_gpio.h"
#include "user_delay.h"
#include "user_rcc_config.h"
#include "user_uart.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"
#include "user_key.h"
/* Typedef 类型----------------------------------------------------------------*/
/* Define  定义----------------------------------------------------------------*/
/* Macro   宏------------------------------------------------------------------*/
/*自己定义关闭外设时钟*/
#define configPRE_SLEEP_PROCESSING( x )			PRE_SLEEP_PROCESSING()
/*自己定义开启外设时钟*/
#define configPOST_SLEEP_PROCESSING( x )		POST_SLEEP_PROCESSING()
/* Variables 变量--------------------------------------------------------------*/ 
/*二值信号量句柄*/
QueueHandle_t semphore_handle;
/* Constants 常量--------------------------------------------------------------*/
/* Function  函数--------------------------------------------------------------*/

//任务优先级
#define START_TASK_PRIO		1
//任务堆栈大小	
#define START_STK_SIZE 		128  
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);


//任务优先级
#define TASK1_PRIO			2
//任务堆栈大小	
#define TASK1_STK_SIZE 		100  
//任务句柄
TaskHandle_t Task1_Handler;
//任务函数
void task1(void *pvParameters);


//任务优先级
#define TASK2_PRIO			3
//任务堆栈大小	
#define TASK2_STK_SIZE 		100  
//任务句柄
TaskHandle_t Task2_Handler;
//任务函数
void task2(void *pvParameters);

/*! 
	\brief		进入低功耗前关闭外设时钟
	\param[in]	none
	\param[out]	none
	\retval 	none
*/
void PRE_SLEEP_PROCESSING(void)
{
	/*关闭GPIO时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
						   RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD |
						   RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF |
						   RCC_APB2Periph_GPIOG ,DISABLE);
	/*关闭UART1时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,DISABLE);

	
}


/*!
	\brief		进入低功耗前开启外设时钟
	\param[in]	none
	\param[out]	none
	\retval 	none
*/
void POST_SLEEP_PROCESSING(void)
{
	/*开启GPIO时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
						   RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD |
						   RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF |
						   RCC_APB2Periph_GPIOG ,ENABLE);
	/*开启UART1时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
	
}



int main(void)
 {	

	/*配置系统中断分组为4位抢占*/
	 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
	 /*延时函数初始化*/
	 delay_init();
	/*RCC配置*/
	 Rcc_config();
	/*GPIO初始化*/ 
	 Gpio_Init();
	/*USART1初始化*/
	 Uart1_Init(9600);
	 /*创建二值信号量*/
	 semphore_handle = xSemaphoreCreateBinary(); 
	 
	 if(semphore_handle == NULL)
	 {
		printf("二值信号量创建不成功\r\n\r\n");
	 }else
	 {
		printf("二值信号量创建成功\r\n\r\n");
	 }
	 
	 /*创建开始任务*/
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄              
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
		

}
 

/*!
	\brief		开始任务函数
	\param[in]	传递形参，创建任务时用户自己传入
	\param[out]	none
	\retval 	none
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
    //创建任务1
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,     	
                (const char*    )"task1",   	
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )TASK1_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&Task1_Handler);   
    //创建任务2
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,     
                (const char*    )"task2",   
                (uint16_t       )TASK2_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task2_Handler); 

				
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}


/*!
	\brief		task1释放二值信号量
	\param[in]	传递形参，创建任务时用户自己传入
	\param[out]	none
	\retval 	none
*/
void task1(void *pvParameters)
{
	uint8_t key = 0;
	BaseType_t err;
    while(1)
    {	
		/*获取按键值*/
		key = Key_Scan(0);
		
		if(key == KEY0_PRES)
		{
			if(semphore_handle != NULL)
			{	
				err = xSemaphoreGive(semphore_handle);
				if(err == pdPASS)
				{
					printf("信号量释放成功\r\n\r\n");
				}else
				{
					printf("信号量释放失败\r\n\r\n");
				}
			}		
		}
		
		vTaskDelay(100);
    }
} 


/*!
	\brief		task2获取二值信号量
	\param[in]	传递形参，创建任务时用户自己传入
	\param[out]	none
	\retval 	none
*/
void task2(void *pvParameters)
{

    while(1)
    {
		/*获取信号量死等,进入阻塞态*/
		xSemaphoreTake(semphore_handle,portMAX_DELAY);
		
		printf("获取信号量成功！！！\r\n\r\n");
    }
}



 /************************************************************** END OF FILE ****/