隨著便攜式移動設備,各種穿戴設備的興起,我們不得不關注設備的功耗問題,因為這些設備都具有一個特征:使用電池系統供電,一塊線路板上跟功耗相關的單元電路可能有很多,今天我們來談談關于MCU的低功耗問題。
談到這個問題,首先得選用一款低功耗的MCU,一般MCU的功耗,在其對應參考手冊的電器屬性章節都會有說明,其次我們在使用MCU低功耗時經常會出現實際功耗與理論功耗偏差較大,遇到這樣的情況,需要仔細檢查以下幾點。
1、關閉外設時鐘
時鐘就相當于是人的心臟一樣,外設模塊的正常工作不能脫離時鐘。對于大多數的MCU,外設模塊都有一個時鐘控制開關,只要打開外設時鐘,就可以正常使用該外設了,當然,該外設也就會產生相應的功耗;如果用不到這個外設,一定要記得把這個外設時鐘關閉,降低功耗。
2、調整時鐘頻率
一般我們使用單片機的時候,都喜歡上來就把時鐘頻率調到最高,這樣的優點是程序的執行速度快了,因為周期T = 1/F,一般我們進行頻率調整都使用的是單片機內部的PLL倍頻模塊,把一個輸入很低的頻率倍頻到很高的頻率,一方面倍頻的模塊會增加功耗,另一方面時鐘線上的對應的外設模塊工作頻率增加了,功耗也會相應的變大。你會看到,一般低功耗模式下,單片機的工作頻率很低很低,所以考慮功耗一定不要忘記考慮時鐘頻率。
3、注意IO口的電平狀態
注意你沒有使用的IO口部分的狀態,以及IO口內部的上拉或者下拉的情況,這個也會積少成多,增加功耗的浪費。另外從本質上講,我們不僅僅是只關注空閑的IO狀態就罷了,對于使用的IO口,我們也需要考慮它們在正常工作時的一個狀態,聯合外圍電路一起考慮,效果會更好一些。比如說我們需要點一個LED燈,如CE果單片機IO口一直輸出一個高電平對應點亮LED,那我們是不是可以換一種思路,單片機輸出低的時候對應LED亮呢?這樣積少成多就能省下一部分功耗。
4、斷開仿真器等測試工具
我們在測試的時候,通常會連接一些測試的工具,來輔助調試,有可能這些輔助的調試工具都是由線路板供電的,可能你會誤認為把這部分功耗當成MCU的功耗,當然這里不僅僅是要關注測試的工具帶來的功耗,而且你還需要關注你的測試方法,很有可能你的測試方法不對或者測試工具的本身也會有功耗。
MCU的低功耗設計是一個細致活,要養成良好的習慣,每加一個外設功能模塊,對應的外設帶來的功耗我們可以測試,當前增加功能帶來的功耗增加量,包括靜態下的模塊功耗,正常融入系統后工作時的功耗,隨時掌握模塊動態。我們不僅要考慮內部的時鐘狀態、時鐘頻率,還需要考慮IO與外圍電路的配合狀況等等,通過調整電路的工作方式來減小一部分功耗。當然關于功耗可不止文中的幾點,你還知道有其它什么原因影響MCU自身功耗嗎?可以留言來跟大家一起分享哦!
責任編輯:haq
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原文標題:MCU低功耗設計注意要點
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