STM32F4开发板FreeRTOS下PB9中断唤醒睡眠模式故障求助

问题背景 #

尝试让STM32F4开发板在FreeRTOS环境下进入睡眠模式，通过PB9引脚中断唤醒，但设备进入睡眠后立刻唤醒，无法维持长时间睡眠。已启用FreeRTOS tickless模式，相关代码如下：

FreeRTOSConfig.h 配置 #

#define configUSE_TICKLESS_IDLE                  1
#define configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP    100
#define configTICK_RATE_HZ                       ((TickType_t)1000)

可正常工作的EXTI9_5中断处理函数 #

void EXTI9_5_IRQHandler(void) {
  BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
  uint32_t current_time = HAL_GetTick();

   if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(STAT_ALIM_GPIO_PIN) != RESET) {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(STAT_ALIM_GPIO_PIN);
    if (current_time - last_interrupt_time > 50) {
      last_interrupt_time = current_time;

      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, STAT_ALIM_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
        vTaskNotifyGiveFromISR(T_handleStatAlimInterrupt, &xHigherPriorityTaskWoken);
        portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
      }
    }

  }
}

睡眠处理任务代码 #

void User_handleStatAlimInterrupt(__unused void const *argument) {
  while (1) {
    ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
    if(HAL_GPIO_ReadPin (STAT_ALIM_GPIO_PORT, STAT_ALIM_GPIO_PIN)) {
      USER_LOG_INFO("here");
      vTaskSuspend(task1);
      vTaskSuspend(task2);


      __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
      HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

      USER_LOG_INFO("wake");
      vTaskResume(task1);
      vTaskResume(task2);


    }else{
      USER_LOG_INFO("stat alim 0");
    }
  }
}

重定义的vPortSuppressTicksAndSleep函数 #

void vPortSuppressTicksAndSleep(TickType_t xExpectedIdleTime) {
  __disable_irq();
  __DSB();
  __ISB();

  if (eTaskConfirmSleepModeStatus() == eAbortSleep) {
    __enable_irq();
  } else {

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;


    HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);


    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

    __enable_irq();
  }
}

当前问题 #

设备输出“here”后立刻输出“wake”，无法维持睡眠模式。

问题分析与解决方案 #

1. 任务内手动睡眠与tickless模式冲突 #

你在User_handleStatAlimInterrupt任务中直接调用HAL_PWR_EnterSLEEPMode，但同时启用了FreeRTOS的tickless模式，两者会产生冲突：

• tickless模式下，空闲任务会自动调用vPortSuppressTicksAndSleep管理睡眠逻辑
• 手动调用睡眠时，系统内核状态未完全进入空闲就绪状态，可能存在未屏蔽的中断源直接唤醒系统

修复：
移除任务内的手动睡眠调用，改为通过挂起任务让系统进入空闲状态，由tickless模式触发睡眠：

void User_handleStatAlimInterrupt(__unused void const *argument) {
  while (1) {
    ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
    if(HAL_GPIO_ReadPin (STAT_ALIM_GPIO_PORT, STAT_ALIM_GPIO_PIN)) {
      USER_LOG_INFO("here");
      vTaskSuspend(task1);
      vTaskSuspend(task2);
      // 让空闲任务触发tickless睡眠
      USER_LOG_INFO("entering idle state for sleep");
    }else{
      USER_LOG_INFO("stat alim 0");
      vTaskResume(task1);
      vTaskResume(task2);
    }
  }
}

2. 完善vPortSuppressTicksAndSleep函数 #

当前的vPortSuppressTicksAndSleep缺少睡眠时长管理和唤醒后的tick计数更新，且未确保唤醒源有效性：

• 未配置外部中断优先级高于SysTick（若SysTick优先级更高，会定时唤醒系统）
• 唤醒后未同步FreeRTOS系统tick计数

修复后的函数：

void vPortSuppressTicksAndSleep(TickType_t xExpectedIdleTime) {
  eSleepModeStatus eSleepStatus;

  __disable_irq();
  __DSB();
  __ISB();

  // 确认系统是否可以进入睡眠
  eSleepStatus = eTaskConfirmSleepModeStatus();
  if(eSleepStatus == eAbortSleep) {
    __enable_irq();
    return;
  }

  // 关闭SysTick避免定时唤醒
  SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  SysTick->VAL = 0;

  // 确保PWR时钟已使能
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();

  // 进入睡眠模式，等待外部中断唤醒
  HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

  // 唤醒后重新启用SysTick
  SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

  __enable_irq();
}

3. 外部中断配置检查 #

确保PB9的EXTI中断配置满足要求：

• 触发方式设置为目标边沿（上升/下降/双边沿）
• 中断优先级高于SysTick（SysTick默认优先级最低，需确保无其他高优先级中断抢占）
• GPIO配置为输入模式（带上下拉，匹配触发边沿需求）

4. 唤醒后任务恢复逻辑 #

在EXTI中断中直接恢复挂起的任务，确保系统唤醒后立即恢复运行：

void EXTI9_5_IRQHandler(void) {
  BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
  uint32_t current_time = HAL_GetTick();

   if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(STAT_ALIM_GPIO_PIN) != RESET) {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(STAT_ALIM_GPIO_PIN);
    if (current_time - last_interrupt_time > 50) {
      last_interrupt_time = current_time;

      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, STAT_ALIM_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
        vTaskNotifyGiveFromISR(T_handleStatAlimInterrupt, &xHigherPriorityTaskWoken);
        // 唤醒时恢复任务
        if(eTaskGetState(task1) == eSuspended) vTaskResumeFromISR(task1);
        if(eTaskGetState(task2) == eSuspended) vTaskResumeFromISR(task2);
        portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
      }
    }

  }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者simon