【RA4M2-SENSOR】5、外部中断按键+低功耗模式+功耗测量

外部中断 ICU

ICU是中断控制单元Interrupt Controller Unit。

中断控制器单元（ICU）控制着一些事件发出的信号，从而链接到嵌套矢量中断控制器（NVIC）、DMA控制器（DMAC）和数据传输控制器（DTC）模块。ICU还控制着不可屏蔽的中断。 所以可以说围绕着 ICU 的有四个部分：NVIC、DMAC、DTC和NMI。

当中断来临的时候会最先经过IRQ寄存器，IRQ寄存器检测到中断的时候，会向中央处理嵌套向量中断控制器NVIC发送中断信号， 当NVIC检测到中断请求的时候，会将相应的中断服务函数进行挂起。之后将运行的八个寄存器进行压栈，压栈完成之后将中断服务程序进行激活。 之后将原先压栈的寄存器取出，继续运行之前的程序。

电源管理——低功耗模式

在很多应用场合中都对电子设备的功耗要求非常苛刻，如某些传感器信息采集设备，仅靠小型的电池提供电源，要求工作长达数年之久， 且期间不需要任何维护；由于智慧穿戴设备的小型化要求，电池体积不能太大导致容量也比较小，所以也很有必要从控制功耗入手， 提高设备的续行时间。 因此，RA芯片有专门管理设备的运行模式，确保系统正常运行，并尽量降低器件的功耗。

RA4M2 支持3种低功耗模式：睡眠模式（Sleep Mode）、软件待机模式（Software Standby Mode）、贪睡模式（Snooze Mode）

配置外部中断

开发板上有三个按键，这次用到P111

打开引脚配置（Pin Configuration）界面。
在左侧 “Pin Selection” 区域，展开 “Input:ICU”，勾选 “ICU0”。

进入外部中断（External IRQ）配置界面。

在 “Module g_external_irq4 External IRQ (r_icu)” 部分，设置 “Name” 为 “g_external_irq4”，“Channel” 为 “4”。

设置 “Callback” 为 “key_external_irq_callback”。

配置低功耗模式

进入堆栈配置界面，点击 “New Stack” 按钮。

在弹出菜单中选择 “Power” -> “Low Power Modes (r_lpm)”，添加低功耗模式堆栈。

选中添加的 “Low Power Modes (r_lpm)” 堆栈，进入其设置界面。

在 “Module g_lpm0 Low Power Modes (r_lpm)” -> “General” 部分，设置 “Low Power Mode” 为 “Deep Software Standby mode”。

在 “Deep Sleep and Standby Options” -> “Wake Sources” 部分，勾选 “IRQ4” 对应的复选框。

软件部分

ICU外部中断

新建文件夹名为irq，在里面新建irq.c和irq.h

irq.c文件内容如下：

#include "irq.h"
#include "hal_data.h"

volatile bool key_pressed = false;
void key_external_irq_callback(external_irq_callback_args_t *p_args)
{
    key_pressed = true;
}
void IRQ_Init()
{
    R_ICU_ExternalIrqOpen (&g_external_irq4_ctrl, &g_external_irq4_cfg);
    R_ICU_ExternalIrqEnable (&g_external_irq4_ctrl);

}

irq.h文件内容如下：

#ifndef IRQ_H_
#define IRQ_H_
#include "hal_data.h"
void IRQ_Init();
extern volatile  bool key_pressed;
#endif

低功耗模式

新建文件夹名为lpm，在里面新建lpm.c和lpm.h

lpm.c文件内容如下：

#include <lpm/lpm.h>
#include "hal_data.h"

volatile bool in_LPM = false;  // 在低功耗模式的标志位 防止用按键唤醒了又立即进待机
void LPM_Init()
{
    R_LPM_Open (&g_lpm0_ctrl, &g_lpm0_cfg);
}

void EnterLowPowerMode()
{
    if (!in_LPM)
    {
        printf ("进入低功耗模式\n");
        in_LPM = true;
        R_LPM_LowPowerModeEnter (&g_lpm0_ctrl);
    }
}

lpm.h文件内容如下：

#ifndef LPM_H_
#define LMP_H_
#include "hal_data.h"
extern volatile bool in_LPM;
void LPM_Init();
void EnterLowPowerMode();
#endif

hal_entry文件

新增两个头文件

#include <irq/irq.h>
#include <lpm/lpm.h>

hal_entry函数如下

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    UART_Init ();
    LPM_Init ();
    IRQ_Init ();
    printf ("实验04 低功耗待机实验\r\n");

    while (1)
    {
        if (key_pressed == true)
        {
            key_pressed = false;
            if (!in_LPM)
            {
                EnterLowPowerMode ();
                printf ("退出待机模式\n");
            }
            else
            {
                in_LPM = false;
            }
        }
    }
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

实验结果

下载程序，点亮开发板，在供电端接入自制的INA226模块，该模块可读取电压电流和功率数据，并显示在电脑上位机。

从下图记录的数据可以看出，进入低功耗模式后，整板功耗107.5mW，唤醒后113.3mW，也就是说进入低功耗模式后降低了约6mW。

具体的过程请查看顶部演示视频。