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低功耗之王——STM8L-DISCO評(píng)測(cè)

ST STM8L

2016-09-29
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作者：風(fēng)子
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
最近，網(wǎng)上非常流行一個(gè)視頻中ST的工程師分別用兩個(gè)土豆，RFID線圈，一杯熱水對(duì)STM8L MCU進(jìn)行供電并使得系統(tǒng)正常運(yùn)行。這不禁讓我對(duì)STM8的運(yùn)行功耗產(chǎn)生了興趣，到底多低的電量STM8L就能工作呢?

低電壓模式下，關(guān)閉LCD時(shí)的電流

Halt模式下IDD電流

可以看到不同模式下功耗相差還是挺大的，在低功耗場(chǎng)合，合理運(yùn)用不同模式的切換，能夠?qū)⒐淖龅南喈?dāng)?shù)汀?/p>

三、功耗測(cè)試

低功耗一直是各大MCU廠商爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。最近，網(wǎng)上非常流行一個(gè)視頻(http://v.youku.com/v_show/id_XMTI0NDg2MjA4.html)視頻中ST的工程師分別用兩個(gè)土豆，RFID線圈，一杯熱水對(duì)STM8L MCU進(jìn)行供電并使得系統(tǒng)正常運(yùn)行。這不禁讓我對(duì)STM8的運(yùn)行功耗產(chǎn)生了興趣，到底多低的電量STM8L就能工作呢?MCU內(nèi)部哪個(gè)模塊功耗最高?如何才能盡可能的降低STM8L的功耗?

廠商DS中提供的數(shù)據(jù):

1. 工作電壓1.8V到3.6V

2. 5個(gè)低功耗模式：

wait模式

Low power run模式 (約消耗5.1uA)

Low power wait模式(約消耗3uA)

Active-halt with full RTC模式(約消耗1.3uA)

Halt模式(約消耗350nA)

當(dāng)然，這只是廠商提供的理想功耗，在實(shí)際使用過(guò)程中，不同的應(yīng)用場(chǎng)合不同的外設(shè)甚至于不同的PCB 設(shè)計(jì)和不同的軟件編寫(xiě)都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的功耗產(chǎn)生重大的影響。在下面的評(píng)測(cè)中，我們就以最基本的STM8 discovery開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)進(jìn)行STM8 RUN模式下功耗實(shí)測(cè)。當(dāng)然由于測(cè)試儀器的精度以及測(cè)試方法的影響，在測(cè)試之前，我們有必要討論一下STM8 discovery中集成有IDD電流測(cè)試電路，通過(guò)這個(gè)板載測(cè)試電路，STM8L-Discovery開(kāi)發(fā)板能夠測(cè)試其自身在正常工作模式與低功耗模式的消耗電流。測(cè)試的方法和電路也比較簡(jiǎn)單，如下圖所示：

短接JP1的2，3腳后，系統(tǒng)進(jìn)入IDD測(cè)試環(huán)境，此時(shí)如果在正常工作模式下(RUN模式)，電流通過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，再通過(guò)檢流放大器MAX9938對(duì)微小的信號(hào)進(jìn)行放大，最終通過(guò)STM8自帶的AD轉(zhuǎn)換模塊采樣并最終計(jì)算得到此時(shí)的電流值。另一種情況是如果系統(tǒng)工作在低功耗模式下，則AD不能夠開(kāi)啟，所以此時(shí)采用的是另外一種變通的方法：在低功耗時(shí)對(duì)電容C11進(jìn)行充電，當(dāng)穩(wěn)定后C11的電壓值即為此時(shí)采樣電阻電壓經(jīng)過(guò)MAX9938放大后的電壓。通過(guò)外部的計(jì)數(shù)器4060喚醒STM8并開(kāi)啟AD模塊快速完成對(duì)C11電壓的采樣并最終計(jì)算得到此時(shí)的電流值。當(dāng)然，如果我們懷疑IDD測(cè)試的準(zhǔn)確性則可以通過(guò)JP1的2,3腳串接一個(gè)外部電流表進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試電路很簡(jiǎn)單，一個(gè)外置穩(wěn)壓電源，一個(gè)萬(wàn)用表串聯(lián)用來(lái)測(cè)當(dāng)前電流，一個(gè)萬(wàn)用表并聯(lián)用來(lái)測(cè)試當(dāng)前電壓。如果系統(tǒng)能夠正常工作，則屏幕上顯示當(dāng)前電流，否則屏幕上無(wú)任何顯示。同時(shí)，通過(guò)這個(gè)測(cè)試也可以對(duì)DISCOVERY開(kāi)發(fā)板上的IDD測(cè)量電路進(jìn)行校準(zhǔn)，便于下一步測(cè)試。圖1為測(cè)得的系統(tǒng)不工作時(shí)的電壓，圖2為系統(tǒng)工作時(shí)的電壓。由于穩(wěn)壓電源的精度不夠，所以我們外接萬(wàn)用表測(cè)試當(dāng)前電壓。