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

 

平時(shí)我們在做產(chǎn)品的時(shí)候，基本的功能實(shí)現很簡(jiǎn)單，但只要涉及到關(guān)于低功耗的問(wèn)題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級的 MCU 微控制器，而自己設計的低功耗怎么測都是毫安級的，電流竟然能夠高出標準幾百到上千倍，遇到這種情況干萬(wàn)不要怕，只要認真你就贏(yíng)了。接著(zhù)仔細分析一下這其中的原因。

 

 

(1）掐斷外設命脈，關(guān)閉外設時(shí)鐘。

先說(shuō)最直觀(guān)的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉 MCU 微控制器的外設時(shí)鐘，對于現在市面上出現的大多數的 MCU 微控制器，其外設模塊都對應著(zhù)一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)關(guān)。只需要打開(kāi)這個(gè)外設的時(shí)鐘，就可以正常的使用這個(gè)外設了，當然此外設也就會(huì )產(chǎn)生相應的功耗;如果想要讓這個(gè)外設不產(chǎn)生功耗的話(huà)，只需要關(guān)閉它的時(shí)鐘就可以了。

 

( 2）讓工作節奏慢下來(lái)，時(shí)鐘不要倍頻。除了外設模塊功率消耗之外，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)對原始的時(shí)鐘信號進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統的整體時(shí)鐘，其功耗也會(huì )被提上去。所以在進(jìn)入低功耗之前,需要切換時(shí)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。

 

( 3)圍堵涓涓細流，注意 IO 口的電平狀態(tài)。如果認為只要關(guān)閉外設時(shí)鐘就能夠保證外設不再耗電，那么你就太天真了。如果 IO 口沒(méi)有做好處理的話(huà)，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 的內部或者外部都會(huì )有上下拉電阻，假如某個(gè) IO 口有個(gè) 10K 的上拉電阻，把引腳拉到 3.3 V，然而當 MCU 進(jìn)入低功耗模式的時(shí)候，此 IO 口被設置成輸出低電平，根據歐姆定律，此引腳就會(huì )消耗 3.3 V/10 K = 0.33 mA 的電流，假如有四、五個(gè)這樣的 IO 口，那么幾個(gè) mA 就貼進(jìn)去了。所以在進(jìn)入低功耗之前，請逐個(gè)檢查 IO 口的狀態(tài)。

如果此 IO 口帶下拉，請設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 IC 的統籌。

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(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 - 類(lèi)的情況，首先需要閱讀外設 IC 的手冊，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數;然后在控制單片機 MCU 睡眠之前，設置好 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(kāi)調試器連接，不要被假象所迷惑。還有一類(lèi)比較奇特，檢測出來(lái)的電流消耗很大，可實(shí)際結果是自己杞人憂(yōu)天，原因是因為在測試功耗的時(shí)候 MCU 還連接著(zhù)調試器。這時(shí)候大部分電流就會(huì )被調試器給擄走，平白無(wú)故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測低功耗的時(shí)候，一定不要連接調試器，更不能邊調試邊測電流。

 

MCU 的低功耗設計是一個(gè)細致活，要養成良好的習慣，做到每添加一個(gè)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(shí)隨地減少損耗功率的因素。如果把所有功能都設計好了才去考慮低功耗的問(wèn)題，一個(gè)不小心就可能要更改程序的架構，即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。