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NRF52832开启HFCLK后遇到低功耗和睡眠问题

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wzd5230

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发表于 2024-5-26 09:02:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

在验证NRF52832的低功耗，没有使用softdevice，外接高速、低速晶振，并使用外部的晶振为时钟源。
现在做了一个简答的测试，功能主要是：
a、将HFCLK、LFCLK开启，分别使用外部晶振。
b、使能一个GPIO作为Led电灯，开启rtc0的比较中断0，作为唤醒，设置时间为5秒，rtc的中断中再次设置下次超时时间为5秒
c、while循环中包含以下几个步骤：
    - 关闭HFCLK（即HFXO)（降低功耗）
    - 进入休眠（这里为了测试，验证了几种写法：WFI、WFE、WFE SEV WFE、SEV WFE WFE）
    - 因rtc中断退出休眠，重新开启HFCLK（即HFXO)
    - 电量Led灯，循环等待一段时间，然后关闭Led，这样Led发光更为明显


预期结果：每隔5秒Led闪烁一次


测试遇到如下问题：
1、在main中的循环中，睡眠之前不关闭HFCLK，功耗比较高有280uA左右，如果关闭HCLK，低功耗可以到3uA。但是我从手册里面看HFCLK描述的是如果没有peripheral需要HCLK，不需要关闭，他自动会进入节能模式，这里的200uA已经是节能模式了吗？感觉还是在运行。从sdk里面看无softdevice的低功耗例程，睡眠之前并没有对HFCLK进行处理。




2、基于1中的需要在睡眠之前进行HCLK的开启和关闭，如果睡眠使用WFI，整个功能是正常的，但是使用WFE或WFE SEV WFE都是不正常的，其实也就是意味着执行WFE的时候，有“原因导致”无法进入低功耗。如果在睡眠前后不对HFCLK进行开启、关闭，则可以正常睡眠，只是功耗高，后定位与HFCLK关闭没有关系，主要是开启导致的问题。但是SEV WFE WFE是正常的，因为SEV WFE会把所有事件清除，后面的WFE会让MCU进入低功耗状态。但是这种方式是有风险的，先清除事件，会导致某个真实的唤醒没有阻止进入休眠。
这里的问题在于clock的中断都是开启的，低功耗后面的HFCLK开启时触发的中断已经在ISR进行事件清除，为什么还会影响接下来的睡眠呢？

以下是测试的代码：
  1. static void _rtc0_timer_callback(nrfx_rtc_int_type_t int_type);

  3. #define LED_PIN 13

  5. static void led_init(void)
  6. {
  7.   nrf_gpio_cfg_output(LED_PIN);
  8. }

  10. static void led_turn_on(void)
  11. {
  12.   nrf_gpio_pin_write(LED_PIN, 0);
  13. }

  15. static void led_turn_off(void)
  16. {
  17.   nrf_gpio_pin_write(LED_PIN, 1);
  18. }

  20. void _rtc_timer_start(void)
  21. {
  22.     nrfx_rtc_t            timer_inst = NRFX_RTC_INSTANCE(0);
  23.     nrfx_rtc_config_t     timer_cfg = NRFX_RTC_DEFAULT_CONFIG;
  24.    
  25.     // low frequency clock
  26.     nrf_clock_lf_src_set((nrf_clock_lfclk_t)1);
  27.     nrfx_clock_lfclk_start();
  28.    
  29.     // config
  30.     timer_cfg.prescaler = RTC_FREQ_TO_PRESCALER(32768);
  31.    
  32.     nrfx_rtc_init(&timer_inst, &timer_cfg, _rtc0_timer_callback);
  33.     nrfx_rtc_counter_clear(&timer_inst);
  34.     nrfx_rtc_overflow_enable(&timer_inst, true);
  35.     nrfx_rtc_enable(&timer_inst);
  36. }

  38. void _rtc_timer_set_next(uint32_t time_us)
  39. {
  40.     uint32_t tick;
  41.     tick = (uint32_t)(time_us / (1000000.0 / 32768));
  42.    
  43.     nrfx_rtc_t timer_inst = NRFX_RTC_INSTANCE(0);
  44.     tick = (tick + nrfx_rtc_counter_get(&timer_inst));
  45.     nrfx_rtc_cc_set(&timer_inst, 0, tick, true);
  46. }

  48. static void _rtc0_timer_callback(nrfx_rtc_int_type_t int_type)
  49. {
  50.     // set next timeout
  51.     _rtc_timer_set_next(5000000);
  52. }

  54. static void clk_event_handler(nrfx_clock_evt_type_t event)
  55. {
  56. }

  58. int main(void)
  59. {
  60.     nrfx_clock_init(clk_event_handler);
  61.     nrfx_clock_enable();
  62.     nrfx_clock_hfclk_start();
  63.     while(nrfx_clock_hfclk_is_running() == false)
  64.     {
  65.     }
  66.     nrfx_clock_lfclk_start();
  67.     while(nrfx_clock_lfclk_is_running() == false)
  68.     {
  69.     }
  70.    
  71.     led_init();
  72.     led_turn_off();
  73.    
  74.     _rtc_timer_start();
  75.     _rtc_timer_set_next(5000000);
  76.    
  77.     while(1)
  78.     {
  79.         // 关闭外部高速晶振，切换到内部，降低功耗
  80.         nrfx_clock_hfclk_stop();
  81.         
  82.         // 使用这个睡眠，灯一直在点亮，无法进入低功耗
  83.         // __WFE();
  84.         // __SEV();
  85.         // __WFE();
  86.         
  87.         // 使用这个睡眠，行为符合预期，但是可能前面的某个事件无法中止进入睡眠
  88.         // __SEV();
  89.         // __WFE();
  90.         // __WFE();
  91.         
  92.         // 使用这个睡眠，行为符合预期
  93.         __WFI();
  94.         
  95.         // 使用这个睡眠，灯一直在点亮，无法进入低功耗
  96.         // __WFE();
  97.         
  98.         // 重新开启外部高速晶振
  99.         // 只要把这一行注释掉，上面的几种睡眠行为都符合预期，
  100.         // 但是clock的中断是使能的，为什么会影响wfe的行为？
  101.         nrfx_clock_hfclk_start();
  102.         while(nrfx_clock_hfclk_is_running() == false)
  103.         {
  104.         }
  105.         
  106.         // 点亮一会Led，使其观察明显
  107.         led_turn_on();
  108.         for(uint32_t i = 1000000; i > 0; i--)
  109.         {
  110.             __NOP();
  111.         }
  112.         led_turn_off();
  113.     }
  114. }
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