低功耗設(shè)計(jì)難嗎?神級(jí)人物教你如何實(shí)現(xiàn)MCU的低功耗!!

功耗在一定程度上決定了產(chǎn)品的優(yōu)劣，低功耗的產(chǎn)品相對(duì)更為昂貴，但與此換來(lái)的確實(shí)較低的功耗以及優(yōu)異的性能。為增進(jìn)大家對(duì)功耗的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)聊聊如何實(shí)現(xiàn)低功耗，主要內(nèi)容在于探討如何實(shí)現(xiàn)MCU的低功耗。如果你也正在研究低功耗相關(guān)內(nèi)容，不容繼續(xù)往下閱讀哦。

MCU，又稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計(jì)數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器，至汽車(chē)電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制等，都可見(jiàn)到MCU的身影。

MCU按用途分類(lèi)，可以分為通用型和專(zhuān)用型。通用型MCU，就是將可開(kāi)發(fā)的資源(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全部提供給用戶(hù)。專(zhuān)用型MCU，就是其硬件及指令是按照某種特定用途而設(shè)計(jì)，例如錄音機(jī)機(jī)芯控制器、打印機(jī)控制器、電機(jī)控制器等。

低功耗是MCU的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，比如某些可穿戴的設(shè)備，其攜帶的電量有限，如果整個(gè)電路消耗的電量特別大的話，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況，影響用戶(hù)體驗(yàn)。

平時(shí)我們?cè)谧霎a(chǎn)品的時(shí)候，基本的功能實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，但只要涉及低功耗的問(wèn)題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級(jí)的MCU，而自己設(shè)計(jì)的低功耗怎么測(cè)都是毫安級(jí)的，電流竟然能夠高出標(biāo)準(zhǔn)幾百到上千倍，遇到這種情況千萬(wàn)不要怕，只要認(rèn)真你就贏了。下邊咱們仔細(xì)分析一下這其中的原因。

首先，我們可以關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘。

先說(shuō)最直觀的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設(shè)時(shí)鐘，對(duì)于現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大多數(shù)的MCU，其外設(shè)模塊都對(duì)應(yīng)著一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)關(guān)。只需要打開(kāi)這個(gè)外設(shè)的時(shí)鐘，就可以正常的使用這個(gè)外設(shè)了，當(dāng)然，此外設(shè)也就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的功耗;反之，如果想要讓這個(gè)外設(shè)不產(chǎn)生功耗，只需關(guān)閉它的時(shí)鐘即可。

其次，我們可以嘗試將不讓時(shí)鐘倍頻。

除了外設(shè)模塊功率消耗之外，還有一個(gè)功耗大戶(hù)需要注意一下，這就是PLL和FLL模塊。PLL和FLL主要是用來(lái)對(duì)原始的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統(tǒng)的整體時(shí)鐘，相應(yīng)的，其功耗也會(huì)被提上去。所以在進(jìn)入低功耗之前，需要切換是種模式，旁路掉PLL和FLL模塊，從而盡可能的降低MCU的功耗，等到MCU喚醒之后再把時(shí)鐘切換回去。

再者，如果認(rèn)為只要關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘就能夠保證外設(shè)不再耗電，那么你就太天真了。如果IO口沒(méi)有做好處理的話，它就會(huì)在暗地里偷走功耗，而你卻渾然不知。具體原因是這樣的，一般的IO的內(nèi)部或者外部都會(huì)有上下拉電阻。

還需要注意的是，I/O與外設(shè)IC的統(tǒng)籌。IO口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對(duì)比較明顯，下邊咱來(lái)說(shuō)一個(gè)不明顯的因素：IO口與外部IC相連時(shí)的電流消耗。假如某個(gè)IO口自帶上拉，而此與IO相連的IC引腳偏偏是自帶下拉的，那么無(wú)論這個(gè)引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的產(chǎn)生一定的電流消耗。

所以凡是遇見(jiàn)這一類(lèi)的情況，首先需要閱讀外設(shè)IC的手冊(cè)，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后在控制MCU睡眠之前，設(shè)置好MCU的IO口的上下拉模式及輸入輸出狀態(tài)，要保證一絲兒電流都不要被它消耗掉。

最后，斷開(kāi)調(diào)試器連接，不要被假象所迷惑。還有一類(lèi)比較奇特，檢測(cè)出來(lái)的電流消耗很大，可實(shí)際結(jié)果是自己杞人憂(yōu)天，什么原因呢?是因?yàn)樵跍y(cè)試功耗的時(shí)候MCU還連接著調(diào)試器，這時(shí)候大部分電流就會(huì)被調(diào)試器給擄走，平白無(wú)故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測(cè)低功耗的時(shí)候，一定不要連接調(diào)試器，更不能邊調(diào)試邊測(cè)電流。

以上便是此次小編帶來(lái)的“pwm”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)如何降低MCU的功耗具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!