3、低功耗唤醒源：唤醒源分类、RTC唤醒、按键唤醒、加速度计唤醒、触摸唤醒

好，咱们接着聊。上一章我们把睡眠模式讲透了，那睡下去之后怎么醒过来？这就是唤醒源要干的事。

说白了，唤醒源就是给MCU一个「该起床了」的信号。我刚开始做智能手表那会儿，觉得唤醒不就是按个键嘛，后来发现事情远没那么简单。不同的场景需要不同的唤醒方式，选错了，功耗就崩了。

3.1 唤醒源分类

智能手表里常见的唤醒源，我按使用频率排个序：

• RTC唤醒：定时起床，比如每秒更新一次时间显示
• 按键唤醒：用户主动操作，比如按表冠亮屏
• 加速度计唤醒：抬手亮屏、运动检测
• 触摸唤醒：触摸屏幕亮屏

你想想看，这些唤醒源其实对应着不同的使用场景。RTC是「被动定时」，按键是「主动触发」，加速度计是「感知动作」，触摸是「感知接触」。

3.2 RTC唤醒

RTC唤醒是最基础的。它靠一个独立的32.768kHz晶振来计时，功耗极低，一般只有几百纳安。

我习惯把RTC唤醒分成两种模式：

• 周期性唤醒：比如每1秒唤醒一次，刷新时间显示
• 单次唤醒：比如设定10分钟后闹钟响

代码实现其实很简单，以STM32为例：

// 配置RTC唤醒，每1秒唤醒一次
void RTC_Wakeup_Config(void)
{
    // 使能RTC时钟
    RTC_ClockCmd(RTC_CLOCK_ENABLE);
    
    // 设置唤醒周期：1秒
    // 32.768kHz / 32768 = 1Hz
    RTC_SetWakeUpCounter(32767);
    RTC_WakeUpCmd(ENABLE);
    
    // 使能唤醒中断
    RTC_ITConfig(RTC_IT_WUT, ENABLE);
}

// 唤醒中断服务函数
void RTC_WKUP_IRQHandler(void)
{
    if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_WUT) != RESET)
    {
        // 清除标志
        RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_WUT);
        
        // 更新时间显示
        Update_Time_Display();
        
        // 注意：这里要尽快处理，然后继续睡眠
        // 我一般控制在100μs以内
    }
}

3.3 按键唤醒

按键唤醒是用户最直接的交互方式。但这里有个坑——按键抖动。

你想想看，机械按键按下的时候，信号会来回弹跳好几次。如果不做处理，MCU可能被误唤醒好几次。

我一般用两种方案：

• 硬件消抖：加一个RC滤波电路，简单粗暴
• 软件消抖：在中断里加延时判断，但要注意延时不能太长

看个实际代码：

// 按键唤醒配置
void Button_Wakeup_Config(void)
{
    // 配置GPIO为外部中断模式
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = BUTTON_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;  // 下降沿触发
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;           // 内部上拉
    HAL_GPIO_Init(BUTTON_PORT, &GPIO_InitStruct);
    
    // 使能外部中断
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI_IRQn);
}

// 按键中断处理
void EXTI_IRQHandler(void)
{
    // 先判断是不是我们的按键
    if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(BUTTON_PIN) != RESET)
    {
        // 延时消抖，我一般用10ms
        HAL_Delay(10);
        
        // 再次确认按键状态
        if(HAL_GPIO_ReadPin(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN) == GPIO_PIN_RESET)
        {
            // 有效按键，唤醒系统
            System_Wakeup();
        }
        
        // 清除中断标志
        __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(BUTTON_PIN);
    }
}

3.4 加速度计唤醒

加速度计唤醒是智能手表的灵魂功能。抬手亮屏、翻腕切歌，全靠它。

但这里有个矛盾：加速度计本身要一直工作才能检测动作，功耗怎么控制？

我分享一个实际方案：

• 加速度计自己带FIFO和中断：比如BMA423，它内部有运动检测引擎
• 设置阈值：加速度变化超过某个值才触发中断
• MCU深度睡眠：加速度计工作，MCU睡大觉

配置代码大概长这样：

// 加速度计唤醒配置（以BMA423为例）
void Accel_Wakeup_Config(void)
{
    // 初始化加速度计
    bma4_init(&bma);
    
    // 设置运动检测阈值
    // 我一般设0.1g，太灵敏容易误触发
    bma4_set_accel_enable(1, &bma);
    bma4_set_advance_power_save(0, &bma);
    
    // 配置中断引脚
    bma4_set_interrupt_pin_config(BMA4_INTR1_MAP,
                                  BMA4_INTR1_PIN_SELECT,
                                  &bma);
    
    // 使能任意运动中断
    bma4_set_any_motion_interrupt(1, &bma);
    
    // 设置加速度计输出数据速率
    // 25Hz就够了，太高费电
    bma4_set_output_data_rate(BMA4_OUTPUT_DATA_RATE_25HZ, &bma);
}

3.5 触摸唤醒

触摸唤醒在高端手表上用得比较多。用户轻点屏幕就能亮屏，体验很好。

但触摸唤醒有个硬伤——功耗。触摸芯片本身要一直扫描电容变化，功耗一般在10-50μA之间。

我一般这样优化：

• 降低扫描频率：睡眠时从100Hz降到10Hz
• 缩小感应区域：只扫描屏幕中心区域
• 增加灵敏度阈值：避免水滴、汗液误触发

看个触摸芯片的配置示例：

// 触摸唤醒配置（以FT3267为例）
void Touch_Wakeup_Config(void)
{
    // 进入低功耗模式
    touch_write_reg(FT_REG_LP_MODE, 0x01);
    
    // 设置唤醒阈值
    // 数值越大越不灵敏，我一般设40
    touch_write_reg(FT_REG_WAKEUP_THRESHOLD, 40);
    
    // 设置扫描周期
    // 80ms扫描一次，功耗和响应速度的平衡点
    touch_write_reg(FT_REG_SCAN_PERIOD, 80);
    
    // 使能触摸唤醒中断
    touch_write_reg(FT_REG_INT_ENABLE, 0x01);
}

3.6 多唤醒源协同

实际产品中，这些唤醒源是同时工作的。怎么协调它们？

我一般用优先级策略：

唤醒源	优先级	典型场景
按键唤醒	最高	用户主动操作，必须立即响应
触摸唤醒	高	触摸屏幕，快速亮屏
加速度计唤醒	中	抬手亮屏，可以容忍少量延迟
RTC唤醒	低	定时任务，可以排队处理

嗯，这里要注意：多个唤醒源同时触发时，要有一个仲裁机制。我习惯在中断服务函数里加一个标志位，记录是哪个源唤醒的，然后按优先级处理。