2. 电源系统架构：STM32内部电压调节器、VDD/VDDA/VBAT供电域解析、电源管理模式总览
做低功耗项目，第一关就是搞懂芯片怎么“吃电”的。
很多人一上来就翻数据手册找“待机电流xx μA”，结果焊好板子一测，电流大得离谱。为什么？因为你没搞明白STM32内部那几个供电域是怎么工作的。
这一节，我就带你把这套电源架构彻底理清楚。
2.1 三个供电域：VDD、VDDA、VBAT
STM32的电源引脚，别看名字多，其实就三类：
- VDD：主电源域。给内核、存储器、大部分外设供电。电压范围一般是1.8V~3.6V。
- VDDA：模拟电源域。专门给ADC、DAC、复位电路、PLL等模拟模块供电。要求比VDD更干净。
- VBAT：备份电源域。给RTC和备份寄存器供电。当VDD掉电时，由电池或超级电容维持。
关键点：VDDA必须≤VDD，否则芯片内部ESD保护二极管会导通，轻则漏电，重则烧芯片。我见过一个同事把VDDA接3.6V、VDD接3.3V，结果芯片发热——嗯，那板子直接报废了。
另外还有个VSS和VSSA，就是地。别小看地，布局不好，模拟信号全是噪声。
2.2 内部电压调节器：LDO与SMPS
STM32内部有一个低压差线性稳压器（LDO），把VDD降到1.2V左右，给内核和数字逻辑用。
这个LDO有三种工作模式：
- 正常模式：输出1.2V，内核全速跑。
- 低功耗模式：输出1.0V或更低，内核降频或休眠。
- 关闭模式：完全断电，只有备份域活着。
有些型号（比如STM32L4+系列）还集成了开关电源（SMPS）。效率比LDO高得多，但噪声大一点。我个人的习惯是：如果项目对射频或高精度ADC有要求，尽量用LDO模式；如果是电池供电、对噪声不敏感，SMPS能省不少电。
我的经验：在STM32L073上做过一个水表项目，用SMPS模式，整体功耗比LDO模式低了约30%。但注意，SMPS需要外部电感，PCB面积会大一点。
2.3 供电域划分：Vcore、Vbat、Vdd
STM32内部把功能模块划分到不同的供电域，每个域可以独立开关。这是低功耗设计的核心。
| 供电域 | 包含模块 | 可独立关断？ |
|---|---|---|
| Vcore域 | CPU、Flash、SRAM、数字外设 | 是（通过降低电压或关闭时钟） |
| 备份域 | RTC、备份寄存器、LSE振荡器 | 是（由VBAT供电） |
| 模拟域 | ADC、DAC、比较器、PLL | 部分可关断 |
| VDD域 | I/O引脚、复位电路、部分外设 | 否（始终供电） |
你想想看，如果只是需要RTC走时，完全可以把Vcore域断电，只留备份域。这就是待机模式的基本思路。
2.4 电源管理模式总览
STM32的电源管理模式，说白了就是“关掉不用的东西”。从省电程度由低到高，主要有这几种：
- 运行模式：全速跑，功耗最大。
- 睡眠模式：CPU停，外设继续跑。适合等待中断的场景。
- 停止模式：CPU停，大部分外设停，SRAM和寄存器内容保留。唤醒快。
- 待机模式：几乎全关，只留备份域和唤醒引脚。功耗最低，但唤醒后相当于复位。
还有一种叫“低功耗运行模式”，是让CPU在低频下跑，同时关闭部分外设。我一般在需要“边采集边省电”的场景用这个。
注意：进入待机模式前，一定要把I/O引脚配置好。我曾经犯过一个错：待机时某个引脚浮空，结果漏电几十微安，白白浪费了电池。正确的做法是：把不用的引脚设为模拟输入或上拉/下拉输出。
2.5 一张图看懂电源架构
下面这张SVG图，把STM32的电源域、调节器、管理模式之间的关系画清楚了。我建议你保存下来，做项目时对照着看。
2.6 实际项目中的选择思路
搞清楚了这些，你就能根据需求选模式了：
- 需要实时响应（比如按键唤醒）：用停止模式，唤醒时间几微秒。
- 需要RTC走时，偶尔上报数据：用待机模式，RTC闹钟唤醒。
- 需要连续采集传感器数据：用低功耗运行模式，CPU降频跑。
一个小技巧：在停止模式下，如果不需要SRAM内容，可以关闭SRAM的供电。STM32L4系列支持这个功能，能再省几微安。具体看参考手册的“SRAM retention”章节。
好了，电源架构这块就讲到这里。下一节我们开始动手配置时钟树——毕竟，省电的第一步，就是让时钟跑得刚刚好。