低功耗是 MCU 的一項非常重要的指標(biāo)，比如某些可穿戴的設(shè)備，其攜帶的電量有限，如果整個電路消耗的電量特別大就會經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況。

 

平時我們在做產(chǎn)品的時候，基本的功能實現(xiàn)很簡單，但只要涉及到關(guān)于低功耗的問題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級的 MCU 微控制器，而自己設(shè)計的低功耗怎么測都是毫安級的，電流竟然能夠高出標(biāo)準(zhǔn)幾百到上千倍，遇到這種情況干萬不要怕，只要認(rèn)真你就贏了。接著仔細(xì)分析一下這其中的原因。

 

 

(1）掐斷外設(shè)命脈，關(guān)閉外設(shè)時鐘。

先說最直觀的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉 MCU 微控制器的外設(shè)時鐘，對于現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大多數(shù)的 MCU 微控制器，其外設(shè)模塊都對應(yīng)著一個時鐘開關(guān)。只需要打開這個外設(shè)的時鐘，就可以正常的使用這個外設(shè)了，當(dāng)然此外設(shè)也就會產(chǎn)生相應(yīng)的功耗;如果想要讓這個外設(shè)不產(chǎn)生功耗的話，只需要關(guān)閉它的時鐘就可以了。

 

( 2）讓工作節(jié)奏慢下來，時鐘不要倍頻。除了外設(shè)模塊功率消耗之外，還有一個功耗大戶需要注意一下，這就是 PLL 和 FLL 模塊。PLL 和 FLL 主要是用來對原始的時鐘信號進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統(tǒng)的整體時鐘，其功耗也會被提上去。所以在進(jìn)入低功耗之前,需要切換時種模式，旁路掉 PLL 和 FLL 模塊，從而盡可能的降低 MCU 的功耗，等到 MCU 喚醒之后再把時鐘切換回去。

 

( 3)圍堵涓涓細(xì)流，注意 IO 口的電平狀態(tài)。如果認(rèn)為只要關(guān)閉外設(shè)時鐘就能夠保證外設(shè)不再耗電，那么你就太天真了。如果 IO 口沒有做好處理的話，它就會在暗地里偷走功耗，而你卻渾然不知。具體原因是這樣的，一般的 IO 的內(nèi)部或者外部都會有上下拉電阻，假如某個 IO 口有個 10K 的上拉電阻，把引腳拉到 3.3 V，然而當(dāng) MCU 進(jìn)入低功耗模式的時候，此 IO 口被設(shè)置成輸出低電平，根據(jù)歐姆定律，此引腳就會消耗 3.3 V/10 K = 0.33 mA 的電流，假如有四、五個這樣的 IO 口，那么幾個 mA 就貼進(jìn)去了。所以在進(jìn)入低功耗之前，請逐個檢查 IO 口的狀態(tài)。

如果此 IO 口帶下拉，請設(shè)置為低電平輸出或者高阻態(tài)輸入。不要把上好的電流浪費在產(chǎn)生熱量的功能上。

 

(4）睦鄰友好的合作，要注意 1O 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比較明顯，下邊咱來說一個不明顯的因素:IO 口與外部 IC 相連時的電流消耗。假如某個 IO 口自帶上拉，而此與 IO 相連的 IC 引腳偏偏是自帶下拉的，那么無論這個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。所以凡是遇見這 - 類的情況，首先需要閱讀外設(shè) IC 的手冊，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后在控制單片機 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。

 

( 5）斷開調(diào)試器連接，不要被假象所迷惑。還有一類比較奇特，檢測出來的電流消耗很大，可實際結(jié)果是自己杞人憂天，原因是因為在測試功耗的時候 MCU 還連接著調(diào)試器。這時候大部分電流就會被調(diào)試器給擄走，平白無故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測低功耗的時候，一定不要連接調(diào)試器，更不能邊調(diào)試邊測電流。

 

MCU 的低功耗設(shè)計是一個細(xì)致活，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，做到每添加一個功能都要重新驗證一下低功耗是否符合要求，這樣就可以隨時隨地減少損耗功率的因素。如果把所有功能都設(shè)計好了才去考慮低功耗的問題，一個不小心就可能要更改程序的架構(gòu)，即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。