数字程控信号源设计外文翻译资料

 2022-03-26 07:03

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  1. 电源
    1. 介绍

该器件需要2.0 V至3.6 V的工作电源(V0 0)。 嵌入式调节器用于提供内部1.8 V数字电源。

当主V0 0电源断电时,实时时钟(ATC)和备份寄存器可以由VsAT电压供电。

图1。 电源概述
      1. 独立的AID转换器电源和参考电压

为了提高转换精度,ADC具有独立的电源,可以单独进行滤波,并且屏蔽PCB上的噪声。

        • ADC电压电源输入可在独立的VDDA引脚上使用
        • VssA引脚提供了一个隔离的电源接地连接当可用时(取决于封装),VREF-必须连接到V ssA。

在100引脚封装上

为确保低电压输入的精度更高,用户可以在VREF 上连接一个单独的外部参考电压ADC输入。bull;VREF 上的电压范围可以从2.0 V到VDDA。

在64引脚或更少的封装上

VREF 和VREF-引脚不可用,它们内部连接到ADC电压电源(VooA)和地(VssA-)

备用电池

要在V0 0关闭时保留备份寄存器的内容,可以将VsAT引脚连接到由电池或其他电源提供的可选备用电压。

VsAT引脚也为RTC单元供电,即使主数字电源(V0 0)关闭,也允许RTC工作。 切换到VsAT电源由嵌入在复位模块中的掉电复位(PDR)电路控制。

如果应用中不使用外部电池,VsAT必须从外部连接到V0 0。

电压调节器

电压调节器在复位后始终使能。 它根据应用模式有三种不同的模式:

        • 在运行模式下,稳压器为1.8V域(内核,存储器和数字外设)提供全功率,
        • 在停止模式下,稳压器为1.8 V域提供低功耗,保留寄存器和SAAM的内容
        • 在待机模式下,稳压器关闭。 除了那些与备用电路和备份域有关的寄存器和SAAM的内容会丢失。

低功耗模式

默认情况下,系统或电源复位后微控制器处于运行模式。 当CPU不需要保持运行时,例如在等待外部事件时,可以使用几种低功耗模式来节省功耗。 用户可以选择在低功耗,短启动时间和可用唤醒源之间提供最佳折衷的模式。

STM32F10xxx器件具有三种低功耗模式:

  • 睡眠模式(CPU时钟关闭,包括Cortex-M3内核外设(如NVIC,SysTick等)在内的所有外设都保持运行)
  • 停止模式(所有时钟都停止)
  • 待机模式(1.8V域关机)

另外,运行模式下的功耗可通过以下方式之一降低:

  • 减慢系统时钟
  • 当它们未被使用时,将时钟门控给APB和AHB外设。

面的表1总结了STM32F1Oxxx MCU的低功耗模式。

表格1。 低功耗模式

模式名称

条目

醒来

对1.8 V域时钟的影响

作用于

v0 0d域时钟

电压调节器

睡觉

WFI

任何中断

CPU时钟关闭

(睡眠 - 现在或睡眠 - onexit)

对其他时钟或模拟时钟源没有影响

没有

WFE

唤醒事件

停止

PODS和LPDS位 SLEEPDEEP

位 WFI或WFE

任何EXTI行(在EXTI寄存器中配置)

所有1.8 V域时钟OF

HSI和HSE振荡器关闭

打开或处于低功耗模式(取决于电源控制

注册,PWR_CR

)

支持

PODS位 SLEEPDEEP

位 WFI或WFE

WKUP引脚上升沿,RTC报警,NRST引脚外部复位,IWDG复位

关闭

      1. 减慢系统时钟

在运行模式下,可以通过编程预分频寄存器来降低系统时钟的速度(SYSCLK,HCLK,PCLK1,PCLK2)。 这些预分频器也可用于在进入睡眠模式之前减慢外设。

      1. 外设时钟门控

在运行模式下,可以随时停止个别外设和存储器的HCLK和PCLKx以降低功耗。

为了进一步降低休眠模式下的功耗,可以在执行WFI或WFE指令之前禁用外设时钟。

外设时钟门控由AHB外设时钟使能寄存器(RCC_AHBENR),APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1 ENR)和APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)控制。

睡眠模式

进入睡眠模式

通过执行WFI(等待中断)或WFE(等待事件)指令来进入睡眠模式。 根据Cortex-M3系统控制寄存器中的SLEEPONEXIT位,有两个选项可用于选择睡眠模式输入机制:

        • 现在休眠:如果SLEEPONEXIT位被清零,一旦WFI或WFE指令被执行,MCU就进入休眠模式。
        • 睡眠时退出:如果SLEEPONEXIT位置1,则MCU退出最低优先级ISR后立即进入睡眠模式。

在休眠模式下,所有1/0引脚保持与运行模式下相同的状态。 有关如何进入睡眠模式的详细信息,请参阅表2和表3。

退出睡眠模式

如果使用WFI指令进入休眠模式,则由嵌套向量中断控制器(NVIC)确认的任何外设中断都可将器件从休眠模式唤醒。

如果使用WFE指令进入休眠模式,则一旦事件发生,MCU即退出休眠模式。 唤醒事件可以通过以下方式生成:

        • 在外设控制寄存器中启用中断,但在NVIC中不启用,并启用Cortex-M3系统控制寄存器中的SEVONPEND位。 当MCU从WFE恢复时,必须清除外设中断待处理位和外设NVIC IRQ通道待处理位(在NVIC中断清除未决寄存器中)。
        • 或在事件模式下配置外部或内部EXTI线路。 当CPU从WFE恢复时,不需要清除外设中断待处理位或NVIC IRQ通道待处理位,因为未设置与事件行对应的待处理位。

这种模式提供最低的唤醒时间,因为在中断进入/退出时没有浪费时间。 有关如何退出睡眠模式的更多详细信息,请参阅表2和表3。

表2 现在睡觉

现在睡觉

描述

模式输入

WFI(等待中断)或WFE(等待事件):

  • SLEEPDEEP = 0和
  • SLEEPONEXIT = 0

请参阅Cortex-M3系统控制寄存器。

模式退出

如果WFI用于进入 - gt;中断

如果使用WFE进入 - gt;唤醒事件

唤醒延迟

没有。

表3。 睡眠对退出

睡眠对退出

描述

模式输入

WFI(等待中断):SLEEPDEEP = 0和

SLEEPONEXIT = 1

请参阅Cortextrade;-M3系统控制寄存器。

模式退出

打断。

唤醒延迟

没有。

      1. 停止模式

Stop模式基于Cortex-M3深度睡眠模式与外设时钟门控相结合。 电压调节器可以配置为正常或低功耗模式。 在停止模式下,1.8 V域中的所有时钟停止工作,PLL,HSI和HSE RC振荡器被禁止。 SRAM和寄存器内容被保存。

在停止模式下,所有1/0引脚保持与运行模式下相同的状态。

进入停止模式

有关如何进入停止模式的详细信息,请参阅表4。

为了进一步减少停止模式下的功耗,可以将内部稳压器置于低功耗模式。 这由电源控制寄存器(PWR_CR)的LPDS位进行配置。

如果Flash存储器编程正在进行,则停止模式条目将被延迟,直到存储器访问完成。

如果对APB域的访问正在进行,则停止模式条目将被延迟,直到APB访问完成。

在停止模式下,可以通过编程各个控制位来选择以下功能:

        • 独立监视器(IWDG):IWDG通过写入其密钥寄存器或通过硬件选项启动。 一旦启动,除非通过重置,否则不能停止。
        • 实时时钟(RTC):由备份域控制寄存器(RCC_BDCR)中的RTCEN位配置,
        • 内部RC振荡器(LSI RC):由控制/状态寄存器(RCC_CSR)中的LSION位配置。
        • 外部32.768 kHz振荡器(LSE OSC):由备份域控制寄存器(RCC_BDCR)中的LSEON位配置。

在停止模式下,ADC或DAC也会消耗功率,除非它们在进入之前被禁用。 要禁止它们,ADC_CR2寄存器中的ADON位和DAC_CR寄存器中的ENx位必须都写入0。

退出停止模式

有关如何退出停止模式的更多详细信息,请参阅表4。

当通过发出中断或唤醒事件退出停止模式时,将选择HSI RC振荡器作为系统时钟。

当电压调节器在低功耗模式下工作时,从停止模式唤醒时会产生额外的启动延迟。 通过在停止模式下保持内部稳压器处于开启状态,虽然启动时间减少,但消耗量更高。

表4。 停止模式

停止模式

描述

模式输入

WFI(等待中断)或WFE(等待事件):

  • 将Cortex-M3系统控制寄存器中的SLEEPDEEP位置1
  • 清除电源控制寄存器(PWR_CR)中的PODS位
  • 通过配置PWR_CR中的LPDS位选择电压调节器模式

:要进入停止模式,必须重置所有EXTI线路未决位(待定寄存器(EXTI_PR))和RTC警报标志。 否则,停止模式进入过程将被忽略

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