STM32 PVD掉电检测功能的使用方法

前言

在实际应用场景中，可能会出现设备电源电压异常下降或掉电的情况，因此，有时候需要检测设备是否掉电，或者在设备掉电的瞬间做一些紧急关机处理，比如保存重要的用户数据，记录运行时间，紧急通知其他平台等等。

1 PVD简介

1.1 工作原理

STM32本身内置了一种掉电检测机制——PVD(Programmable Voltage Detecter)，即可编程电压检测器。
其原理是通过PVD监测电压变化，并提前设定好一个基准电压，当芯片的供电电压高于或低于该基准电压时便产生PVD中断，在PVD中断里面就可以做一些紧急处理。

PVD门限阀值如下图所示：
在这里插入图片描述

1.2 软件配置步骤

1、初始化配置PVD参数。
2、在中断函数加入紧急处理代码。

PVD参数具体配置如下：
通过配置电源/状态控制寄存器(PWR_CSR)和电源控制寄存器(PWR_CR)来监控电源电压。

电源控制寄存器(PWR_CR)如下：
在这里插入图片描述

其中，PLS[2:0]这几位选择监控电压的阀值。PVDE位用来使能PVD。

电源/状态控制寄存器(PWR_CSR)如下：
在这里插入图片描述

其中，PVDO标志用来表明VDD是高于还是低于PVD的电压阀值。

PVD事件在内部连接到外部中断的第16线，如果该中断在外部中断寄存器中是使能的，该事件就会产生中断。当VDD下降到PVD阀值以下和(或)当VDD上升到PVD阀值之上时，根据外部中断第16线的上升/下降边沿触发设置，就会产生PVD中断。通过这一特性可将PVD用于用于执行紧急关闭任务。
在这里插入图片描述

1.3 注意事项

1、如果项目使用了多个外设中断，要注意PVD中断的优先级。
2、注意紧急处理代码的执行时间，要在MCU电压降到完全不能工作前执行完（可以通过调整PVD阈值电压，或者在MCU供电电源处加大电容以延缓掉电时间）。
3、PVD的阀值触发有100mV的迟滞（可能是为了消抖，详见上面的PVD门限阀值图），因此，设置阀值时最好留一点余量。
4、如果PVD中断触发方式使用上升下降沿触发，在电压不稳定的情况下可能会反复触发中断，此时可以通过设置标志位来保证紧急代码只运行1次。

2 程序编写

参考测试代码：

/**
  * @brief  This function handles the PVD Output interrupt request.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void PVD_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line16) != RESET)
    {
        /* 掉电时运行的紧急代码 */
        printf("low power.\n");

        /* Clear the Key Button EXTI line pending bit */
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);
    }
}

/**
  * @brief  Configures EXTI Lines.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void EXTI_Configuration(void)
{
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    /* Configure EXTI Line16(PVD Output) to generate an interrupt on rising and falling edges */
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line16);
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line16;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

/**
  * @brief  Configures NVIC and Vector Table base location.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    /* Configure one bit for preemption priority */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    /* Enable the PVD Interrupt */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = PVD_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void PVD_Init(void)
{    
    /* Enable PWR and BKP clock */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
    /* Configure EXTI Line to generate an interrupt on falling edge */
    EXTI_Configuration();
    /* NVIC configuration */
    NVIC_Configuration();
    /* Configure the PVD Level to 2.9V */
    PWR_PVDLevelConfig(PWR_PVDLevel_2V9);
    /* Enable the PVD Output */
    PWR_PVDCmd(ENABLE);
}

int main(void)
{     
    uart_init(115200);
    PVD_Init();
    printf("init success.\n");
    while (1)
    {
    }
}