在为应用选择微控制器时,电源约束是设计者的一个关键考虑因素,尤其是在电源起着重要作用的物联网应用中。物联网节点只有在使用一块电池可以维持数年甚至数十年的情况下,才能在这个领域发挥作用。
半导体制造商之间对低功耗器件的竞争非常激烈,每个制造商都有自己的 SOC/MPU/MCU 专用线,分为低功耗和超低功耗两类。
ATMEL (现在的微晶片科技)的 ATtiNY 8位微控制器系列在十年前被认为是休眠之王。事实上,ATTINY 在深度睡眠模式下消耗0.2 μA 的能量为他们赢得了工程师的尊重,并成为低功耗应用程序设计者的首要任务。
今天,ATtiny 由于其在半导体扩展和功率管理方面的快速发展而被纳入其他各种微控制器芯片。然而,由于应用程序和用户需求的多样性,甚至在睡眠模式(RTC,DMA,DAC active 等)下,很难就谁是低功耗竞赛的先驱达成共识。
近几十年来,32位微控制器越来越受欢迎。8位微控制器大多数是5伏容忍,而32位微控制器站在3.3伏。这种功率差异与紧凑的设计和更多的通用输入/输出引脚导致了32位单片机的相当大的市场份额。32位微控制器不仅消耗低功耗,而且在单个芯片中提供其他外围设备和协议。
在本教程中,我将讨论并测量由意法半导体提供的 STM32F0xx 32位系列微控制器的功耗。
Stm32f0xx 有三种类型的低功耗模式。
停止模式功能
在停止模式下,实时时钟由大规模集成电路(LSI)(低速内部时钟源)供电。关闭 HIS (高速内部)和 HSE (外部)时钟总线。功率调节器处于低功率模式。调节器在低功率模式意味着闪光灯也在电源关闭模式。在停止模式下,除了连接到 RTC 的时钟之外,所有的时钟都停止了。从停止模式退出是可能的与实时时钟中断或任何其他全局中断。
睡眠模式功能
在睡眠模式下,处理器的 CPU 进入关机模式。单片机外围设备全部运行正常。对于从睡眠模式退出,任何全局中断都可以被利用,或者任何事件(外部/内部)都可以使设备从睡眠状态退出到清醒状态。
在进入停止或休眠模式之前,也可以通过禁用外围设备和 GPIO 管脚来节省电力。这样可以防止任何泄漏电流流出电池。
待机模式
在待机模式下,所有的时钟都会停止,静态 RAM 将丢失所有内容。只有 RTC 时钟处于活动状态。从备用模式退出启动过程,类似于重置单片机。唯一的区别是,使用备用重置,RTC 寄存器内容不会丢失,并且 RTC 维护数据。从待机模式退出是可能的,在一些专用的 MCU 引脚上有一个外部事件,或者 RTC 报警可以使 MCU 脱离待机模式。
比较结果
理想状态根据数据表,在运行模式下的理想状态下,stm32需要消耗12.7毫安的电流。
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