低功耗設(shè)計難嗎?神級人物教你如何實(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)品相對更為昂貴,但與此換來的確實(shí)較低的功耗以及優(yōu)異的性能。為增進(jìn)大家對功耗的認(rèn)識,本文將對聊聊如何實(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,又稱單片微型計算機(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、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,形成芯片級的計算機(jī),為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器,至汽車電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制等,都可見到MCU的身影。
MCU按用途分類,可以分為通用型和專用型。通用型MCU,就是將可開發(fā)的資源(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全部提供給用戶。專用型MCU,就是其硬件及指令是按照某種特定用途而設(shè)計,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的話,就會經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況,影響用戶體驗(yàn)。
平時我們在做產(chǎn)品的時候,基本的功能實(shí)現(xiàn)很簡單,但只要涉及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,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,遇到這種情況千萬不要怕,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的外設(shè)時鐘,對于現(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;反之,如果想要讓這個外設(shè)不產(chǎn)生功耗,只需關(guān)閉它的時鐘即可。
其次,我們可以嘗試將不讓時鐘倍頻。
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,相應(yīng)的,其功耗也會被提上去。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喚醒之后再把時鐘切換回去。
再者,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。
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。
所以凡是遇見這一類的情況,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(shí)際結(jié)果是自己杞人憂天,什么原因呢?是因?yàn)樵跍y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。
以上便是此次小編帶來的“pwm”相關(guān)內(nèi)容,通過本文,希望大家對如何降低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,小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!