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Standby Mode0 P02 Key Wakeup¶

1 功能概述¶

本例程演示如何使 SoC 进入 Standby Mode 0 状态，然后通过 WKUP (P02) 按键将其唤醒。

Standby Mode 0 是芯片的最低功耗模式，只支持 P00/P01/P02 这三个 IO 将芯片唤醒（唤醒电平可配且共用）。由于 P00/P01 两个引脚默认为 SWD 功能，为方便演示本例程仅以 P02 唤醒为例进行说明。

2 环境准备¶

硬件设备与线材：
- PAN107X EVB 核心板与底板各一块
- JLink 仿真器（用于烧录例程程序）
- 电流计（本文使用电流可视化测量设备 PPK2 [Nordic Power Profiler Kit II] 进行演示）
- USB-TypeC 线一条（用于底板供电和查看串口打印 Log）
- 杜邦线数根或跳线帽数个（用于连接各个硬件设备）
硬件接线：
- 将 EVB 核心板插到底板上
- 为确保能够准确地测量 SoC 本身的功耗，排除底板外围电路的影响，请确认 EVB 底板上的：
  - Voltage 排针组中的 VCC 和 VDD 均接至 3V3
  - POWER 开关从 LDO 档位拨至 BAT 档位（并确认底板背部的电池座内没有纽扣电池）
- 使用 USB-TypeC 线，将 PC USB 插口与 EVB 底板 USB->UART 插口相连
- 使用杜邦线将 EVB 底板上的 TX 引脚接至核心板 P16，RX 引脚接至核心板 P17
- 使用杜邦线将 JLink 仿真器的：
  - SWD_CLK 引脚与 EVB 底板的 P00 排针相连
  - SWD_DAT 引脚与 EVB 底板的 P01 排针相连
  - SWD_GND 引脚与 EVB 底板的 GND 排针相连
- 将 PPK2 硬件的：
  - USB DATA/POWER 接口连接至 PC USB 接口
  - VOUT 连接至 EVB 底板的 VBAT 排针
  - GND 连接至 EVB 底板的 GND 排针
PC 软件:
- 串口调试助手（UartAssist）或终端工具（SecureCRT），波特率 921600（用于接收串口打印 Log）
- nRF Connect Desktop（用于配合 PPK2 测量 SoC 电流）

3 编译和烧录¶

例程位置：<PAN10XX-NDK>\01_SDK\nimble\samples\low_power\standby_m0_p02_key_wakeup\keil_107x

双击 Keil Project 文件打开工程进行编译烧录，烧录成功后断开 JLink 连线以避免漏电。

4 例程演示说明¶

PC 上打开 PPK2 Power Profiler 软件，供电电压选择 3300 mV，然后打开供电开关

从串口工具中看到如下的打印信息：

Try to load HW calibration data.. DONE.
- Chip Info         : 0x1
- Chip CP Version   : 255
- Chip FT Version   : 6
- Chip MAC Address  : E11000000FF8
- Chip UID          : 6D0001465454455354
- Chip Flash UID    : 4250315A3538380B005B7B4356037D78
- Chip Flash Size   : 512 KB
APP version: 255.255.65535

Reset Reason: nRESET Pin Reset.

Busy wait 100ms to keep SoC in active mode..
Try to enter SoC sleep/deepsleep mode for 1000ms..
Waked up from SoC sleep/deepsleep mode.
Try to enter SoC standby mode 0..

此时观察芯片电流波形，发现稳定在 220nA 左右（说明芯片成功进入了 Standby Mode 0 状态）：

系统初始化后进入 Standby Mode 0 状态¶

芯片低功耗状态下的底电流（漏电流）与环境温度相关，温度越高，漏电流越大。

尝试按下 EVB 底板上的 WKUP 按键，由串口打印信息可知触发了唤醒并复位，复位的原因为 Standby Mode 0 EXTIO Wakeup（即 WKUP 按键唤醒），随后芯片依次进入 100ms 的 Busy 状态，1s 的 DeepSleep 状态，接着唤醒后进入 Standby Mode 0 状态继续等待 WKUP 按键唤醒：

Try to load HW calibration data.. DONE.
- Chip Info         : 0x1
- Chip CP Version   : 255
- Chip FT Version   : 6
- Chip MAC Address  : E11000000FF8
- Chip UID          : 6D0001465454455354
- Chip Flash UID    : 4250315A3538380B005B7B4356037D78
- Chip Flash Size   : 512 KB
APP version: 255.255.65535

Reset Reason: Standby Mode 0 EXTIO Wakeup (cnt = 1).

Busy wait 100ms to keep SoC in active mode..
Try to enter SoC sleep/deepsleep mode for 1000ms..
Waked up from SoC sleep/deepsleep mode.
Try to enter SoC standby mode 0..

5 开发者说明¶

5.1 App Config 配置¶

本例程的 App Config（对应 app_config_spark.h 文件）配置如下：

App Config File¶

其中，与本例程相关的配置有：

Enable DCDC (CONFIG_SOC_DCDC_PAN1070 = 1)：使能芯片 DCDC 供电模式，以降低芯片动态功耗
Log Enable (CONFIG_LOG_ENABLE = 1)：使能串口 Log 输出
Low Power Enable (CONFIG_PM = 1)：使能系统低功耗流程

5.2 程序代码¶

5.2.1 主程序¶

主程序 app_main() 函数内容如下：

void app_main(void)
{
    BaseType_t r;

    print_version_info();

    /* Create an App Task */
    r = xTaskCreate(app_task,               // Task Function
                    "App Task",             // Task Name
                    APP_TASK_STACK_SIZE,    // Task Stack Size
                    NULL,                   // Task Parameter
                    APP_TASK_PRIORITY,      // Task Priority
                    NULL                    // Task Handle
    );

    /* Check if task has been successfully created */
    if (r != pdPASS) {
        printf("Error, App Task created failed!\n");
        while (1);
    }
}

打印 App 版本信息
创建 App 主任务 “App Task”，对应任务函数 app_task
确认线程创建成功，否则打印出错信息

5.2.2 App 主任务¶

App 主任务 app_task() 函数内容如下：

void app_task(void *arg)
{
    uint8_t rst_reason;

    /* Get the last reset reason */
    printf("\nReset Reason: ");
    rst_reason = soc_reset_reason_get();
    switch (rst_reason) {
    case SOC_RST_REASON_POR_RESET:
        printf("Power On Reset.\n");
        break;
    case SOC_RST_REASON_PIN_RESET:
        printf("nRESET Pin Reset.\n");
        break;
    case SOC_RST_REASON_SYS_RESET:
        printf("NVIC System Reset.\n");
        break;
    case SOC_RST_REASON_STBM0_EXTIO_WAKEUP:
        printf("Standby Mode 0 EXTIO Wakeup (cnt = %d).\n", ++wkup_cnt);
        break;
    default:
        printf("Unhandled Reset Reason, refer to more reason define in os_lp.h!\n");
    }

    /* Enable P02 low level wakeup for standby mode 0 */
    wakeup_p02_key_init(0);

    printf("\nBusy wait 100ms to keep SoC in active mode..\n");
    soc_busy_wait(100000);

    printf("Try to enter SoC sleep/deepsleep mode for 1000ms..\n");
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    printf("Waked up from SoC sleep/deepsleep mode.\n");

    printf("Try to enter SoC standby mode 0..\n\n");
    soc_busy_wait(1000); /* Wait for all log print done */
    soc_enter_standby_mode_0();

    printf("WARNING: Failed to enter SoC standby mode 0 due to unexpected interrupt detected.\n");
    printf("         Please check if there is an unhandled interrupt during the standby mode 0\n");
    printf("         entering flow.\n");

    while (1) {
        /* Busy wait */
    }
}

获取并打印本次芯片启动的复位原因
在 wakeup_p02_key_init() 函数中初始化 EXTIO (P02) 配置
调用 soc_busy_wait() 接口使芯片在 Active 状态下全速运行 100ms
调用 vTaskDelay() 接口使系统切换至 Idle Task 执行 1s，实际上会使芯片进入持续 1s 的 DeepSleep 状态
调用 soc_busy_wait() 接口延时 1ms，目的是确保所有串口打印消息都发送完成
调用 soc_enter_standby_mode_0() 接口，使系统进入 Standby Mode 0 低功耗状态

5.2.3 WKUP Key（P02）初始化程序¶

P02 初始化程序 wakeup_p02_key_init() 函数内容如下：

static void wakeup_p02_key_init(uint8_t wakeup_edge)
{
    /* Configure GPIO P02 (WKUP Key) as Lowlevel Wakeup */

    /* Configure P02 wakeup level due to wakeup_edge */
    LP_SetExternalWake(ANA, wakeup_edge);

    /* Set pinmux func of P56 as GPIO */
    SYS_SET_MFP(P0, 2, GPIO);
    /* Set P02 to input mode */
    GPIO_SetMode(P0, BIT2, GPIO_MODE_INPUT);

    if (wakeup_edge == 0) {
        /* Enable internal pull-up resistor if P02 is low level wakeup */
        GPIO_EnablePullupPath(P0, BIT2);
    } else {
        /* Enable internal pull-down resistor if P02 is high level wakeup */
        GPIO_EnablePulldownPath(P0, BIT2);
    }

    /* Necessary for P02 to do manual 3v aon sync */
    CLK_Wait3vSyncReady();

    /* Wait for a while to ensure the internal pullup is stable before entering low power mode */
    soc_busy_wait(10000);
}

配置 EXTIO 的唤醒电平
配置 P02 引脚 Pinmux 至 GPIO 功能
配置 P02 为数字输入模式
根据唤醒电平使能内部上拉或下拉电阻
执行一次 3v always-on 寄存器同步动作，以确保 P02 引脚的上下拉电阻配置生效
等待一段时间，确保上下拉电阻稳定

5.2.4 与低功耗相关的 Hook 函数¶

本例程还用到了 2 个与低功耗密切相关的 Hook 函数：

CONFIG_RAM_CODE void vSocDeepSleepEnterHook(void)
{
#if CONFIG_LOG_ENABLE
    reset_uart_io();
#endif
}

CONFIG_RAM_CODE void vSocDeepSleepExitHook(void)
{
#if CONFIG_LOG_ENABLE
    set_uart_io();
#endif
}

上述两个 Hook 函数用于在进入 DeepSleep 前和从 DeepSleep 唤醒后做一些额外操作，如关闭和重新配置 IO 为串口功能，以防止 DeepSleep 状态下 IO 漏电
详细解释请参考 Standby Mode1 GPIO Key Wakeup 例程中的相关介绍