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[牛人杂谈]

MCU设计低功耗时需要注意的五点

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        MCU功耗明明应该只有176nA,可是测出来的硬是达到了700mA!简直是不能忍啊,想死的心都有了。

        平常我们在使用MCU低功耗时经常会出现实际功耗比理论功耗偏差较大,如在某些低到微安级的功耗模式,而我们设计的低功耗怎么测都是毫安级的,电流竟然能够高出理论几百到上千倍,遇到这种情况千万不要怕,只要认真你就赢了。

       

        下面列出在设计低功耗时需要注意的五点。

        1、掐断外设命脉——关闭外设时钟

        先说最直观的,也是我们都比较注意的方面,就是关闭MCU的外设时钟。对于现在大多数的MCU,其外设模块都对应着一个时钟开关,只要打开这个外设时钟,就可以正常使用该外设了,当然,该外设也就会产生相应的功耗;反之,如果想要让这个外设不产生功耗,一般只需要关闭该外设时钟即可。

        2、让工作节奏慢下来——时钟不要倍频

        除了外设模块功耗消耗之外,还有一个功耗大户,那就是PLL和FLL模块。PLL和FLL主要是用来对原始的时钟信号进行倍频操作,从而提高系统得整体时钟,相应的其功耗也会被提上去。所以在进入低功耗前,需要切换时钟模式,旁路掉PLL和FLL模块,等到MCU唤醒之后再把时钟切换回去。

        3、围堵涓涓细流——注意IO口的电平状态

        如果认为只要关闭外设时钟就能够保证外设不在耗电,那你就真的太年轻了。如果IO口没有做好处理的话,它就会在暗地里偷走功耗,而你却浑然不知。具体原因是这样的,一般IO内部或者外部都会有上下拉电阻,举个例子如下图所示,假设某个IO口有个10KΩ的上拉电阻,根据欧姆定律,此引脚就会消耗3.3V/10K=0.33mA的电流,假如有四、五个这样的IO口,那么几个毫安的电流就这样贴进去了,太可惜了。

        所以在进入低功耗之前,请逐个检查IO的状态:

        如果该IO口带上拉,请设置为高电平输出或者高阻态输入;

        如果该IO口带下拉,请设置为低电平输出或者高阻态输入;

        4、睦邻友好合作——注意IO与外设IC的统筹

        IO口的上下拉电阻消耗电流这一因素相抵比较明显,下面咱们来说一个不明显的因素:IO口与外部IC相连时的电流消耗。假如某个IO口自带上拉,而与此IO相连的IC引脚偏偏是自带下拉的,那么无论这个引脚处于什么样的电平输出,都不可避免的会产生一定的电流消耗。所以凡是遇到这一类的情况,首先需要阅读外设IC的手册,确定好此引脚的状态,做到心中有数;然后再控制MCU睡眠前,设置好MCU的IO的上下拉模式及输入输出状态,要保证一丝儿电流都不要被它消耗掉。

        5、断开调试器连接——不要被假象所迷惑

        还有一类比较奇特,检测出来的电流消耗很大,可实际结果是自己杞人忧天,什么原因呢?是因为在测试功耗的时候MCU还连着调试器呢!这时候大部分电流就会被调试器给掳走,平白无故的让我们产生极度郁闷的心情。所以在测试低功耗的时候,一定不要连接着调试器,更不要边调试边测电流。

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沙发
usysm| | 2021-3-6 20:24 | 只看该作者
只能选用低功耗的MCU和将MCU空闲时设置到睡眠状态

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板凳
jkl21| | 2021-3-6 20:26 | 只看该作者
低功耗是MCU的一项非常重要的指标

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地板
wwppd| | 2021-3-6 20:26 | 只看该作者
负载功率大不大?        

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5
maqianqu| | 2021-3-6 20:26 | 只看该作者
启动低功耗模式  

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6
dspmana| | 2021-3-6 20:27 | 只看该作者
选型的时候就应该考虑选择低功耗的MCU

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7
eefas| | 2021-3-6 20:28 | 只看该作者
同一款单片机频率低的肯定要比比频率高的省电。

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8
pl202| | 2021-3-6 20:28 | 只看该作者
外设与中断控制器仍保持运行,因此功耗会有所降低。

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9
typeof| | 2021-3-6 20:29 | 只看该作者
内部外设使用越少功耗越低

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10
yujielun| | 2021-3-6 20:30 | 只看该作者
有的外设可以关闭不用

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11
htmlme| | 2021-3-6 20:30 | 只看该作者
MCU其实比起外围电路功耗很小

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12
dspmana| | 2021-3-6 20:30 | 只看该作者
休眠模式是 单片机低功耗模式的其中一种。

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13
maqianqu| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
不用的时钟和内部外设关掉。

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wwppd| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
合适的单片机系统选择与设计是节点微功耗设计的关键。

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jkl21| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
选用具有低功耗特性的单片机可以大大降低系统功耗

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usysm| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
主要用MCU来将外围电路的功耗降下来。

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typeof| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
引脚电平输出你可以做限流设计  

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pl202| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
供电电压越低,肯定功耗越低

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htmlme| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
主要用MCU控制外围电路的功耗。

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yujielun| | 2021-3-6 20:31 | 只看该作者
功耗,在电池供电的仪器仪表中是一个重要的考虑因素

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