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关于MCU的低功耗问题

电子工程师 来源:单片机匠人 作者:蔡琰老师 2021-08-13 15:22 次阅读

随着便携式移动设备,各种穿戴设备的兴起,我们不得不关注设备的功耗问题,因为这些设备都具有一个特征:使用电池系统供电,一块线路板上跟功耗相关的单元电路可能有很多,今天我们来谈谈关于MCU的低功耗问题。

谈到这个问题,首先得选用一款低功耗的MCU,一般MCU的功耗,在其对应参考手册的电器属性章节都会有说明,其次我们在使用MCU低功耗时经常会出现实际功耗与理论功耗偏差较大,遇到这样的情况,需要仔细检查以下几点。

1、关闭外设时钟

时钟就相当于是人的心脏一样,外设模块的正常工作不能脱离时钟。对于大多数的MCU,外设模块都有一个时钟控制开关,只要打开外设时钟,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;如果用不到这个外设,一定要记得把这个外设时钟关闭,降低功耗。

2、调整时钟频率

一般我们使用单片机的时候,都喜欢上来就把时钟频率调到最高,这样的优点是程序的执行速度快了,因为周期T = 1/F,一般我们进行频率调整都使用的是单片机内部的PLL倍频模块,把一个输入很低的频率倍频到很高的频率,一方面倍频的模块会增加功耗,另一方面时钟线上的对应的外设模块工作频率增加了,功耗也会相应的变大。你会看到,一般低功耗模式下,单片机的工作频率很低很低,所以考虑功耗一定不要忘记考虑时钟频率。

3、注意IO口的电平状态

注意你没有使用的IO口部分的状态,以及IO口内部的上拉或者下拉的情况,这个也会积少成多,增加功耗的浪费。另外从本质上讲,我们不仅仅是只关注空闲的IO状态就罢了,对于使用的IO口,我们也需要考虑它们在正常工作时的一个状态,联合外围电路一起考虑,效果会更好一些。比如说我们需要点一个LED灯,如CE果单片机IO口一直输出一个高电平对应点亮LED,那我们是不是可以换一种思路,单片机输出低的时候对应LED亮呢?这样积少成多就能省下一部分功耗。

4、断开仿真器等测试工具

我们在测试的时候,通常会连接一些测试的工具,来辅助调试,有可能这些辅助的调试工具都是由线路板供电的,可能你会误认为把这部分功耗当成MCU的功耗,当然这里不仅仅是要关注测试的工具带来的功耗,而且你还需要关注你的测试方法,很有可能你的测试方法不对或者测试工具的本身也会有功耗。

MCU的低功耗设计是一个细致活,要养成良好的习惯,每加一个外设功能模块,对应的外设带来的功耗我们可以测试,当前增加功能带来的功耗增加量,包括静态下的模块功耗,正常融入系统后工作时的功耗,随时掌握模块动态。我们不仅要考虑内部的时钟状态、时钟频率,还需要考虑IO与外围电路的配合状况等等,通过调整电路的工作方式来减小一部分功耗。当然关于功耗可不止文中的几点,你还知道有其它什么原因影响MCU自身功耗吗?可以留言来跟大家一起分享哦!

责任编辑:haq

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原文标题:MCU低功耗设计注意要点

文章出处:【微信号:CanaanTech,微信公众号:嘉楠科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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