2. MCU 的休眠模式详解：STM32 的睡眠、停止与待机

做低功耗产品，说白了就是跟 MCU 的“睡法”打交道。STM32 给了我们三种睡觉姿势：睡眠、停止和待机。姿势不同，省电效果天差地别，唤醒方式也完全不一样。

我个人习惯先把这三种模式的核心差异记住，再根据项目需求去选。你想想看，一个用电池跑一年的传感器，跟一个插着电但偶尔需要低功耗的网关，选型逻辑能一样吗？

先看一张对比表，心里有个底。

特性	睡眠模式 (Sleep)	停止模式 (Stop)	待机模式 (Standby)
CPU 时钟	关闭	关闭	关闭
Flash / SRAM	保持	保持	SRAM 丢失
寄存器	保持	保持	丢失（备份域除外）
外设时钟	可配置关闭	可配置关闭	全部关闭
典型电流 (F103)	~5 mA	~20 μA	~2 μA
唤醒源	任何中断 / 事件	EXTI / RTC / USB	WKUP 引脚 / RTC / NRST
唤醒时间	~1 μs	~5 μs	~50 μs

嗯，这里要注意：待机模式下的 SRAM 内容会丢失。这意味着你醒来后，所有变量都得重新初始化。我在项目中遇到过有人把关键数据放在全局变量里，一进待机全没了，排查了半天。

睡眠模式是最浅的休眠。CPU 内核停了，但 Flash、SRAM 和外设都还在工作。说白了，就是 CPU 歇着，外设继续跑。

唤醒速度极快，几乎感觉不到延迟。适合那种需要频繁响应中断，但又想省点电的场景。比如按键扫描、短距离无线通信的间歇监听。

关键点：睡眠模式下，任何中断都能唤醒 CPU。你不需要配置特殊的唤醒引脚，中断服务函数执行完后，程序会接着睡下去。

代码实现很简单：

// 进入睡眠模式
__WFI();  // Wait For Interrupt

或者用汇编：

__asm volatile("wfi");

我曾经在一个低功耗蓝牙项目里，用睡眠模式做广播间隔的等待。每 100ms 醒来一次，发完包继续睡。电流从 20mA 降到了 5mA 左右，效果很明显。

停止模式就深了一层。CPU 停了，所有外设时钟也停了。但 SRAM 和寄存器内容还在。唤醒后，系统时钟需要重新配置。

为什么会有 20 μA 左右的电流？因为内部电压调节器还在工作，给 SRAM 和寄存器供电。你想想看，数据不丢，总要付出点代价。

唤醒源有限制：只能通过 EXTI（外部中断）、RTC 闹钟或 USB 唤醒。我建议你优先用 RTC 闹钟做周期性唤醒，精度高，功耗也低。

个人经验：进入停止模式前，记得把不用的外设时钟关掉。比如 ADC、SPI、USART 的时钟，哪怕它们没在工作，时钟树上的消耗也还在。我习惯在进入停止前调用一个 HAL_SuspendTick()，把 SysTick 也停了。

代码示例：

// 进入停止模式
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);

唤醒后需要重新配置系统时钟：

// 唤醒后重新配置时钟
SystemClock_Config();

嗯，这里有个坑：如果你用的是 HSE（外部高速晶振），唤醒后晶振起振需要时间。我建议在唤醒后加一个短暂的延时，等时钟稳定了再操作外设。

待机模式是 STM32 最深的睡眠。除了备份域（RTC、备份寄存器），整个芯片几乎都断电了。电流可以低到 2 μA 以下。

代价是什么？SRAM 和寄存器全部丢失。醒来后，程序会像复位一样从头执行。你需要在 main() 函数开头判断一下，是上电复位还是从待机唤醒。

警告：待机模式下，WKUP 引脚（PA0）可以唤醒。但注意，WKUP 引脚是上升沿触发。如果你用的是下降沿，需要外部加反相器。我曾经在这里吃过亏，板子焊好了才发现唤醒逻辑反了。

判断唤醒源的方法：

if (__HAL_PWR_GET_FLAG(PWR_FLAG_SB) != RESET) {
    // 从待机模式唤醒
    __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_SB);
} else {
    // 上电复位
}

进入待机模式的代码：

// 进入待机模式
HAL_PWR_EnterSTANDBYMode();

我个人习惯在进入待机前，把 RTC 闹钟设好。这样设备可以每天固定时间醒来一次，上报数据，然后继续睡。一个 CR2032 纽扣电池，撑一年没问题。

为了方便你选型，我把唤醒源整理成了一张清单。

你想想看，如果你的设备需要随时响应外部按键，睡眠模式最合适。如果只需要定时上报，停止模式就够了。如果追求极致省电，待机模式是唯一选择。

下面这张图帮你理清三种模式的关系和选择路径。

最后，分享几个我踩过的坑。

嗯，今天就先聊到这里。这三种模式是低功耗设计的基础，后面我们会深入讲如何根据实际场景做动态切换。