第3章 Sleep模式实战：WFI与WFE指令、唤醒源配置、代码实现与功耗实测
Sleep模式，说白了就是让CPU先歇着，但外设和时钟都还醒着。这是STM32所有低功耗模式里最轻量级的一种，也是我最早接触的省电模式。记得我第一次用Sleep模式时，以为只要调个函数就完事了，结果发现唤醒后程序跑飞了——嗯，后来才明白是中断向量表没处理好。
这一章，咱们就把Sleep模式彻底吃透。从指令差异到唤醒源配置，再到实测数据，一步到位。
3.1 WFI与WFE：两条指令的微妙差异
进入Sleep模式有两种方式：WFI（Wait For Interrupt）和WFE（Wait For Event）。它们看起来差不多，但行为逻辑完全不同。
| 对比项 | WFI | WFE |
|---|---|---|
| 唤醒条件 | 必须产生中断 | 事件（中断或SEV指令） |
| 唤醒后执行 | 进入中断服务函数 | 直接继续主程序 |
| 中断挂起影响 | 挂起的中断会立即唤醒 | 需清除事件寄存器 |
| 典型场景 | 定时器周期性唤醒 | 外设DMA传输完成 |
关键区别：WFI是"被动等待中断"，WFE是"主动检查事件标志"。我习惯在需要精确控制唤醒时机时用WFI，在数据流场景用WFE——比如ADC连续采样，用WFE可以避免频繁进出中断的开销。
3.2 唤醒源配置：哪些外设能叫醒CPU？
Sleep模式下，所有外设时钟都保持运行。所以理论上，任何能产生中断或事件的外设都能作为唤醒源。但实际项目中，我常用的就这几种：
- EXTI外部中断：GPIO引脚电平变化，最灵活
- 定时器：TIM2/TIM3等基本定时器，周期性唤醒
- USART：串口接收中断，常用于通信等待
- RTC闹钟：绝对时间唤醒，适合低功耗时钟应用
- DMA传输完成：配合外设自动处理数据
我的经验：用EXTI唤醒时，记得配置上拉/下拉电阻。我曾经在一个按键唤醒的项目里，忘了开内部上拉，结果引脚悬空，芯片在Sleep模式下被噪声反复唤醒，功耗反而比正常运行时还高。
3.3 Sleep模式代码实现：从CubeMX到HAL库
咱们以STM32F103为例，实现一个定时器每1秒唤醒一次Sleep模式的Demo。我会把CubeMX配置和手写代码都讲清楚。
3.3.1 CubeMX配置步骤
- 选择芯片型号，配置时钟为HSI 8MHz
- 使能TIM2，预分频器设为7999，自动重装载值设为999
- 使能TIM2中断（NVIC中勾选）
- Project Manager中生成代码
这里有个坑：一定要在NVIC中使能中断。我见过有人只配了定时器，忘了开中断，结果WFI永远睡不醒。
3.3.2 代码实现
/* main.c */
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_TIM2_Init();
/* 启动定时器 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
while (1)
{
/* 进入Sleep模式 */
HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);
/* 唤醒后从这里继续执行 */
__NOP(); /* 空操作，方便调试断点 */
}
}
/* 定时器中断回调 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM2)
{
/* 翻转LED，指示唤醒 */
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
}
}注意：HAL_PWR_EnterSLEEPMode的第二个参数有两种选择：PWR_SLEEPENTRY_WFI和PWR_SLEEPENTRY_WFE。别搞混了，否则你的程序可能永远睡不醒或者永远不睡。
3.4 实测功耗对比：数字会说话
我用STM32F103C8T6最小系统板做了实测，供电3.3V，外设只保留LED和定时器。结果如下：
| 模式 | 电流（mA） | 说明 |
|---|---|---|
| 正常运行（72MHz） | 28.5 | while(1)空转 |
| Sleep模式（WFI） | 6.2 | 定时器1秒唤醒一次 |
| Sleep模式（WFE） | 6.1 | 事件唤醒，几乎无差别 |
| Stop模式（参考） | 0.8 | 下一章会讲 |
看到没？Sleep模式比正常运行省了约78%的功耗。但如果你需要更极致的省电，Stop模式还能再降一个数量级——这个咱们下一章再聊。
实测结论：Sleep模式适合"频繁唤醒、短时间工作"的场景。比如传感器数据采集，每100ms醒来一次读数据，其余时间睡觉，整体功耗能控制在很低的水平。
3.5 避坑指南：我踩过的三个坑
- 坑一：中断优先级——如果所有中断优先级相同，WFI可能被高优先级中断"抢跑"。我建议把唤醒源的中断优先级设得比其他中断低一级。
- 坑二：调试器干扰——用ST-Link调试时，Sleep模式可能无法正常进入。因为调试器会持续产生中断。解决办法：拔掉调试器，用串口打印看效果。
- 坑三：外设时钟未关闭——虽然Sleep模式不关外设时钟，但如果你不需要某些外设，手动关闭它们的时钟能再省一点电。比如不用的SPI、I2C，调用__HAL_RCC_SPI1_CLK_DISABLE()。
3.6 知识结构图：Sleep模式全貌
下面这张图把Sleep模式的整体流程和关键节点串起来了，建议你对照着看代码。
3.7 小结
Sleep模式是低功耗设计的入门必修课。它简单、可靠、功耗降低明显。你只需要记住三点：
- WFI适合中断驱动的场景，WFE适合事件驱动的场景
- 唤醒源配置时别忘了使能中断
- 实测功耗时拔掉调试器
把这些基础打牢了，后面学Stop和Standby模式会轻松很多。毕竟，低功耗设计说白了就是"该睡的时候睡，该醒的时候醒"——Sleep模式就是帮你把"睡"这件事做到极致。