【STM32L496 Dis】3.板载功耗测量

数码小叶

【STM32L496 Dis】3.板载功耗测量 [复制链接]

STM32L496 Discovery kit的学习借鉴的地方很多，其一就是电流测量。相比于其他大部分的L系列或者F系列的板卡，可能提供了低功耗模式的验证Demo，但都是仅限于设置好MCU的工作模式，需要通过电流测量接口外接万用表测量。而STM32L496 Discovery kit确是直接显示在屏幕上，不需要外部的测量设备。STM32L496 Dis电源设计有一个跳线帽JP2，这个可以选择是直接接到VDD还是电流测量部分，这个设计在ST的板卡上几乎都会存在

 

 

通过micro usb给板卡供上电，之前已经看到了IDD的应用，只需要再Demo里选择GUI为SEGGER，就能看到里面有电流测量应用

 

里面提供了7中模式：

运行模式 24Mhz、睡眠模式24Mhz、低功耗运行模式2Mhz、低功耗睡眠模式、停止2模式、待机模式、关机模式。

L4的参考手册总共介绍了十种运行模式，Demo里的七种已经涵盖了所有模式。手册里详细介绍了每种模式怎么进入怎么退出等操作，这个在之前策略L4功耗的时候已经了解过了

 

 

 

 

然后就是查看原理图，看下这个电流测量的具体过程

从跳线帽JP2入手，是一个很好的起始点。JP2决定了从哪路引入电流，左边VDD支路是直接引入的，没有接入任何器件；右侧IDD支路，有四个采样电阻，1Ω、24Ω、620Ω和10kΩ分别有三个MOS管控制开启或关断。控制三个MOS管的管脚SH0\SH1\SH2出自于MFX-V3。两个双运放芯片，共四个运放，三个作为电压跟随器，一个电压放大，最后传到MUC的ADC，采样电阻很明显可以确保最后的电压值不超量程。

 

看原理图时发现电流测量部分全部集中在一个独立的模块中：Title: IDD measurement / MFX (Multi Function eXpander)

 

 

虽然原理图上只写了MFX_V3，没写具体芯片，但是在STM32L496 Dis，可以看出是一颗STM32L152CCTB。对于MFX部分，在官网没有找到详细的介绍，只有部分文档里有介绍

 

 

明白其共有三个作用，触摸、电流测量、IO扩展。但遗憾的是其固件在网上也没有找到，倒是ST的英文社区很多人询问MFX的文档或者源码，几乎也都没有响应，只是让参考Demo接口直接调用。因此，如果覆盖擦除了MFX的固件，想恢复几乎就不可能了，估计也是为了以往万一，MFX的烧写口是引出来了的，但是没有焊接排针。

 

对于MFX的所有操作，被封装成了一个函数指针组成的结构体中

IDD_DrvTypeDef mfxstm32l152_idd_drv =
{
  mfxstm32l152_Init,
  mfxstm32l152_DeInit,
  mfxstm32l152_ReadID,
  mfxstm32l152_Reset,
  mfxstm32l152_LowPower,
  mfxstm32l152_WakeUp,

  mfxstm32l152_IDD_Start,
  mfxstm32l152_IDD_Config,
  mfxstm32l152_IDD_GetValue,

  mfxstm32l152_IDD_EnableIT,
  mfxstm32l152_IDD_ClearIT,
  mfxstm32l152_IDD_GetITStatus,
  mfxstm32l152_IDD_DisableIT,

  mfxstm32l152_Error_EnableIT,
  mfxstm32l152_Error_ClearIT,
  mfxstm32l152_Error_GetITStatus,
  mfxstm32l152_Error_DisableIT,
  mfxstm32l152_Error_ReadSrc,
  mfxstm32l152_Error_ReadMsg
};

 

上一篇已经知道了怎么由GUI到具体的应用调用，所以可以忽略上层的调用过程，只看一下电流测量的过程。

总共七种测量模式，被封装成一个结构体数组:

Idd_AppliTypedef IddTest[IDD_TEST_NB]=
{
  {Idd_RunEnter, Idd_RunRestore, "Run 24Mhz", IDD_RUN},
  {Idd_SleepEnter, Idd_SleepRestore, "Sleep 24Mhz", IDD_SLEEP},
  {Idd_LprEnter, Idd_LprRestore,"LP Run 2Mhz", IDD_LPR_2MHZ},
  {Idd_LprSleepEnter, Idd_LprSleepRestore,"LP Sleep", IDD_LPR_SLEEP},
  {Idd_StopEnter, Idd_StopRestore, "Stop2", IDD_STOP2},
  {Idd_StandbyEnter, NULL,"Standby", IDD_STANDBY},
  {Idd_ShutdownEnter, NULL,"Shutdown", IDD_SHUTDOWN},
}

每一种模式，其对于外设的设置就都不一样了，在其函数中体现，其中涉及时钟的总共有三个函数，分别对应不同模式下的时钟设置：

Idd_ExternalSupply_ClockDecrease，设置系统时钟从80Mhz变为24Mhz

SystemLowClock_Config，设置系统时钟2Mhz

在测量时，调用了SystemPeripheralClockDisable，关闭了外设时钟。

 

查看其中的某一个函数：

void mfxstm32l152_IDD_Start(uint16_t DeviceAddr)
{
  uint8_t mode = 0;
  mode = MFX_IO_Read((uint8_t) DeviceAddr, MFXSTM32L152_REG_ADR_IDD_CTRL);
  mode |= MFXSTM32L152_IDD_CTRL_REQ;
  MFX_IO_Write((uint8_t) DeviceAddr, MFXSTM32L152_REG_ADR_IDD_CTRL, mode);
}

uint8_t MFX_IO_Read(uint16_t Addr, uint8_t Reg)
{
  return I2C2_ReadData(Addr, Reg, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT);
}

static uint8_t I2C2_ReadData(uint16_t Addr, uint16_t Reg, uint16_t RegSize)
{
  HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
  uint8_t value = 0x0;
  __disable_irq();
  status = HAL_I2C_Mem_Read(&I2c2Handle, Addr, Reg, RegSize, &value, 1, I2c2Timeout);
  __enable_irq();
  if (status != HAL_OK)
  {
    /* Re-Initiaize the BUS */
    I2C2_Error();
    HAL_Delay(200);
  }
  return value;
}

一些操作被底层抽象成了寄存器，最终调用的是HAL库的驱动函数HAL_I2C_Mem_Read，实现了像操作IIC器件一样去操作STM32L152的效果。这个过程中，可以熟悉MFX的操作流程。

 

最后的实际测试结果：

运行模式测量时，屏幕不会熄灭，其他模式会测量时，屏幕会熄灭。待机模式和关机模式会清空之前的测量数据，而其他测量模式不会清空之前的数据。这个操作在回调函数_cbHint里实现的，以及测量完成后的界面绘制。

按理MFX很强大啊 ST应该推广啊，即使不开源，但是固件可以放出来，为啥整的像很闭塞似的。很奇怪，不理解，

 

 

 

lugl4313820

目前意法半导体的日子也不怎么好过呀，有些技术放开了，就怕别人学去了，不开发，又没有人会，两难。

hjl2832

谈到L152，就会想起以前一个项目，在某宝买回来的芯片，调试LCD死活调不出来，程序编绎、仿真，跑起来都没问题，也不报错，也没警告。只是在仿真时发现，LCD相关的寄存器，不管写什么值进去，再去读取时都没有变化，也就是写不进去，才怀疑芯片是不是有问题，然后找代理申请了几片样品换上去，一切正常。果然国人造假的技术太。。。。。，专坑自己人。后面用微距拍照对比，才发现假货打磨后，芯片表面比原装粗糙很多，然后侧面拍照对比也能发现打磨后的芯片比原装会薄一点点。

freebsder

hjl2832 发表于 2023-10-30 08:55 谈到L152，就会想起以前一个项目，在某宝买回来的芯片，调试LCD死活调不出来，程序编绎、仿真，跑起来都没 ...

某宝还是偏随意了

wangerxian

hjl2832 发表于 2023-10-30 08:55 谈到L152，就会想起以前一个项目，在某宝买回来的芯片，调试LCD死活调不出来，程序编绎、仿真，跑起来都没 ...

那会某宝很多假货吧。。。

wangerxian

它这个电流测量精度还挺高的，ST的板子做的确实还是很好的！业界标榜。

数码小叶

lugl4313820 发表于 2023-10-30 07:00 目前意法半导体的日子也不怎么好过呀，有些技术放开了，就怕别人学去了，不开发，又没有人会，两难。

相比其他半导体，TI和ST这点做的感觉已经很好了

数码小叶

wangerxian 发表于 2023-10-30 18:34 它这个电流测量精度还挺高的，ST的板子做的确实还是很好的！业界标榜。

方便验证原始程序

数码小叶

hjl2832 发表于 2023-10-30 08:55 谈到L152，就会想起以前一个项目，在某宝买回来的芯片，调试LCD死活调不出来，程序编绎、仿真，跑起来都没 ...

国人专坑国人，这话不是没道理的

hjl2832

数码小叶 发表于 2023-10-30 19:45 国人专坑国人，这话不是没道理的

不过这次经历也让我涨知识了，从此多了一个识别假芯片的方法，手机微距拍照。打磨后表面粗糙度也大的颗粒感，比正常芯片表面粗糙多了。

反正看字是看不出来多少差异的，因为都是用激光刻，字体很容易搞成一样，但是表面处理它们就没办法保持跟没打磨前一样了。