低功耗是MCU的一项非常重要的指标,比如某些可穿戴的设备,其携带的电量有限,如果整个电路消耗的电量特别大就会经常出现电量不足的情况。
平时我们在做产品的时候,基本的功能实现很简单,但只要涉及到关于低功耗的问题就比较棘手了,比如某些可以低到微安级的MCU微控制器,而自己设计的低功耗怎么测都是毫安级的,电流竟然能够高出标准几百到上千倍,遇到这种情况千万不要怕,只要认真你就赢了。
下面仔细分析一下这其中的原因。
(1)掐断外设命脉,关闭外设时钟。
先说最直观的,也是工程师都比较注意的方面,就是关闭MCU微控制器的外设时钟,对于现在市面上出现的大多数的MCU微控制器,其外设模块都对应着一个时钟开关。只需要打开这个外设的时钟,就可以正常的使用这个外设了,当然此外设也就会产生相应的功耗;如果想要让这个外设不产生功耗的话,只需要关闭它的时钟就可以了。
(2)让工作节奏慢下来,时钟不要倍频。
除了外设模块功率消耗之外,还有一个功耗大户需要注意一下,这就是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,从而提高系统的整体时钟,其功耗也会被提上去。所以在进入低功耗之前,需要切换时钟模式,旁路掉PLL和 FLL模块,从而尽可能的降低MCU的功耗,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再耗电,那么你就太天真了。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,一般的IO的内部或者外部都会有上下拉电阻,假如某个IO口有个10K 的上拉电阻,把引脚拉到3.3 V,然而当MCU进入低功耗模式的时候,此IO口被设置成输出低电平,根据欧姆定律,此引脚就会消耗3.3 V/10 K = 0.33 mA的电流,假如有四、五个这样的IO口,那么几个mA就贴进去了。所以在进入低功耗之前,请逐个检查IO口的状态。
如果此IO口带下拉,请设置为低电平输出或者高阻态输入。不要把上好的电流浪费在产生热量的功能上。 |