PIC单片机休眠模式下，电流为什么会有差异？

只看该作者 · 2025-5-12 11:32

本帖最后由 caolina1013 于 2025-5-16 13:36 编辑

我在用PIC24FJ512GA606-I/PT单片机，单片机平时是休眠状态，当有外部中断时，会唤醒单片机去做检测，然后把检测到的数据上传给上位机，然后又进入休眠。产品批量以后发现一个问题，大部分板子休眠模式下电流大约是30个微安，20%-30%比例的板子休眠模式下电流为100个微安。我可以确定的是：跟外围电路无关，A板子静态电流大，B板子静态正常，其他不变，我把A板子的单片机跟B板子的单片机交换焊上之后，A板子静态电流正常了，B板子静态电流变大了，也就是说是单片机造成的静态电流大。所有单片机程序都是一样的。哪位大神帮我看看是什么原因。

问题终于解决了。
先说原因：静态电流异常是因为休眠之前对IO口处理不当造成引脚悬空产生漏电流。
我详细说说进休眠之前应该怎么处理GPIO口。
第一种：没有接任何电路的GPIO口，这种引脚在程序初始化的时候，就把它们设置成数字输出，输出0。我一直也是这样做的，所以电流异常的现象跟这种情况无关。
第二种：接了外部电路但是休眠模式下外部电路不工作的IO口。以我的板子为例，UART5接了红外通信电路，但是休眠模式下，红外电路是断电的。这款片子本身就有UART5引脚不需要做映射，但TXD5跟D1口是复用的，RXD5跟D6口是复用的。我是这样处理的：休眠前，通过给外设模块禁止寄存器PMD写1禁止UART5，PMD8bits.U5MD=1;我之前理解的是禁止了UART5就是把复用管脚切成普通IO口了，所以我接着就把D1和D6设成数字输出，输出为0。万万没想到问题就出在这里。我先把datasheet里的相关描述贴出来。
264696826a78ddd2de.png

为了降低功耗，这款单片机允许有选择的禁止外设模块，而且提供了两种方式，可以写XXXEN位，也可以写PMD，红框下面详细描述了这两种方式对功耗、寄存器读写的区别。当我看到这里的时候，我就试着把我的程序里禁止PMD后面又加了一条语句， U5MODEbits.UARTEN=0 ; 然后很神奇的，问题就解决了。问题解决了，我就分析原因，我认为资料这个地方只是说了这两种禁止外设的方法在功耗和寄存器方面的区别，但是没有说对复用管脚的影响，对于有复用管脚的外设，如果只是禁止PMD，其实并没有把管脚切换成普通IO口，还是TXD、RXD口，这时你对端口写0是没用的，必须用XXXEN位来禁止外设才能把复用管脚切换成普通IO口，对普通IO口写0才有用。

罗里吧嗦的写了这么多，文笔有限，不知道有没有把问题描述清楚，希望某一天遇到同样问题的老铁能搜到这个帖子，看完我的描述，能对您有所帮助。
264696826a78ddd2de.png (211.75 KB )

只看该作者 · 2025-5-12 11:35

补充一句：所有的单片机都是同一批次购买的，单片机的丝印完全一样

只看该作者 · 2025-5-12 14:51

1、正常运行时，正常板子和异常板子的功耗电流一样吗？还是也有差别？
2、板子与上位机是什么通讯方式？
3、以前做过电池供电的低功耗产品，个人经验吧，这种偶发性问题，建议还是先从程序上再排查一下；
看现象描述确实与软硬件无关，更多的是指向MCU功耗差异大，但是有时候偶发性Bug就是这样，迷惑性大；
4、等我有发现时，再回复你。

只看该作者 · 2025-5-12 15:03

dffzh 发表于 2025-5-12 14:51
1、正常运行时，正常板子和异常板子的功耗电流一样吗？还是也有差别？
2、板子与上位机是什么通讯方式？
3 ...

1、正常运行时，电流差异没法准确得知，因为都是**十个毫安左右，而且是变化的，没法精确到微安。但是功能上没有差别，都满足我的功能需求。
2、板子与上位机用433M无线通讯方式。
3、我确实也怀疑是我程序上有BUG，我挂上仿真器，仿真两种板子，在休眠模式下暂停，仔细对照了所有SFR的值，除了个别定时器数值不一样（因为手动停的地方不一样）其他都完全一样
4、我把sleep模式，改成idle模式，整体电流增大了，这个是可以理解的，但是仍然存在板子之间有差异。也就是说我的板子无论是休眠模式，还是空闲模式都有这个问题。

只看该作者 · 2025-5-12 15:13

caolina1013 发表于 2025-5-12 15:03
1、正常运行时，电流差异没法准确得知，因为都是**十个毫安左右，而且是变化的，没法精确到微安。但是功 ...

我看了一下这款单片机的休眠功耗数据，典型值和最大值倒是有些差值：

有做代码减法验证一下吗？
比如把无线通信功能屏蔽掉，然后板子上电后直接进休眠，测试一下功耗电流呢？

只看该作者 · 2025-5-12 15:18

我也注意到你说的这个表格了，我认为表格中的差异主要是因为温度不同导致的吧，我的板子都是在室温下测量的。减法验证有做过，我的无线通讯功能是可以手动关掉的，我关掉以后，仍然存在这个问题。休眠模式下，我的板子只有CPU、无线模块、时钟电路（外扩的PCF8563T）在工作，其他外设全部断电的。难道是时钟电路？这个我没试过去掉。

只看该作者 · 2025-5-12 15:24

caolina1013 发表于 2025-5-12 15:18
我也注意到你说的这个表格了，我认为表格中的差异主要是因为温度不同导致的吧，我的板子都是在室温下测量的 ...

1、同个温度下的典型值和最大值就有不少uA的差距；
2、楼主其实已经分析的比较透彻了，那就把RTC时钟关闭试试，你这个用的是外部低速晶振？

只看该作者 · 2025-5-12 15:38

dffzh 发表于 2025-5-12 15:24
1、同个温度下的典型值和最大值就有不少uA的差距；
2、楼主其实已经分析的比较透彻了，那就把RTC时钟关闭 ...

我的工作模式是你发的表格中，下半部分的情况，DC61代号那一栏，这个一栏中只有典型值，没有最大值，典型值只与温度有关。单片机用的是8M外部晶振，内部倍频以后，FOSC=16M，单片机还有辅助晶振32.768K，辅助晶振是为了在休眠模式下给定时器提供准确的时钟，因为内部的LPRC不准。时钟芯片用了另外一个32.768K的晶振。也就是说我整个板子上有3个外部晶振，1个8M,2个32.768。我去掉时钟电路试试。

只看该作者 · 2025-5-12 15:49

caolina1013 发表于 2025-5-12 15:38
我的工作模式是你发的表格中，下半部分的情况，DC61代号那一栏，这个一栏中只有典型值，没有最大值，典型 ...

那MCU的休眠功耗应该很小了，再不行，直接测试一下MCU最小系统的休眠功耗；
如果还是一样结果，那真保不齐是芯片来料批次问题了（虽然可能性不大）

只看该作者 · 2025-5-12 16:07

试过了，跟时钟电路无关。

只看该作者 · 2025-5-12 16:22

可能这款片子低功耗模式下，电流就是有差异吧，我之前用过其他芯片，批量生产很多年了，也没这个问题。客户急着发货，就先这样吧，如果以后我发现了问题的原因，再上来回复。

只看该作者 · 2025-5-12 16:34

caolina1013 发表于 2025-5-12 16:22
可能这款片子低功耗模式下，电流就是有差异吧，我之前用过其他芯片，批量生产很多年了，也没这个问题。客户 ...

那这种异常的板子，电池寿命还能满足要求？
可以咨询一下PIC芯片的FAE

只看该作者 · 2025-5-12 17:05

本帖最后由 dffzh 于 2025-5-12 17:08 编辑

caolina1013 发表于 2025-5-12 16:22
可能这款片子低功耗模式下，电流就是有差异吧，我之前用过其他芯片，批量生产很多年了，也没这个问题。客户 ...

帮你咨询了PIC的FAE，他的回复如下：
应该是没有进休眠状态，没完全进休眠，cpu可能停了，但是别的外设，时钟可能还开着；
最好具体分析下有没有什么条件制约了进休眠；
同样的代码，但是操作流程不正确，有可能某些芯片顺利休眠了，有些没有，没看到代码不好说；
之前碰到过类似的案例，不是同款芯片，最终是客户自己代码问题（有个外设中断没关）；
PIC有PMD，用好很重要：

建议你再排查一下，因为这种问题，如果后续产品量大，出现概率会越来越高。

如果需要帮助的话，你可以把联系方式给我，那FAE说可以找他们对应区域的FAE帮忙看看！

只看该作者 · 2025-5-13 07:57

学习了，这么多门道

只看该作者 · 2025-5-13 08:08

感谢楼里的技术大哥，异常电流的板子，电池也能满足续航要求，既然发现了这个问题，还是想找出原因。我已经联系了我们对应区域的PIC原厂技术，还没给我回复。你楼上提到的没有完全休眠，可能还有外设中断打断CPU，我发现这个问题的时候，也这样怀疑过，我排除了，我在Sleep(); 指令后面加了一段测试程序，如果有中断，就会退出sleep，进入我测试程序点亮一个指示灯，经过测试，异常的板子并没有点亮指示灯。