如何簡(jiǎn)單快捷設(shè)計(jì)低功耗MCU？
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就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況。
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(jí)的MCU微控制器，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，遇到這種情況干萬(wàn)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(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微控制器的外設(shè)時(shí)鐘，對(duì)于現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大多數(shù)的MCU微控制器，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;如果想要讓這個(gè)外設(shè)不產(chǎn)生功耗的話，只需要關(guān)閉它的時(shí)鐘就可以了。
( 2）讓工作節(jié)奏慢下來(lái)，時(shí)鐘不要倍頻。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，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(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(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，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(dāng)MCU進(jìn)入低功耗模式的時(shí)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(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(qǐng)逐個(gè)檢查IO口的狀態(tài)。如果此IO口帶下拉，請(qǐng)?jiān)O(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(fèi)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(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-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);然后在控制單片機(jī)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(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)果是自己杞人憂天，原因是因?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。
MCU的低功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致活，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，做到每添加一個(gè)功能都要重新驗(yàn)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(shè)計(jì)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(gòu)，即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。
方案介紹
內(nèi)部集成MCU的低功耗智能空調(diào)模塊
方案介紹：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在經(jīng)過(guò)幾年的摸索和發(fā)展也逐步找到了自己的方向，傳統(tǒng)的家電行業(yè)也都開(kāi)始布局自己的智能家居戰(zhàn)略，此方案給智能空調(diào)開(kāi)發(fā)一款QCA4004模塊
主要功能和性能參數(shù)：
AP 模式：即模塊作為熱點(diǎn)的一種工作模式；
STATION 模式：局域網(wǎng)模式，WiFi 模塊連接到路由器的一種工作模式；
AP /STATION 模式轉(zhuǎn)換；
AP 模式下 DHCP server 功能；
STATION 模式下 DHCP client 功能；
串口數(shù)據(jù)接收/發(fā)送；
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)。
方案核心優(yōu)勢(shì)：
與符合IEEE 802.11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的WiFi設(shè)備可以互聯(lián)；
內(nèi)部集成MCU，不需要外掛MCU；
低功耗。
方案應(yīng)用細(xì)分市場(chǎng)：
IOT市場(chǎng)
可穿戴市場(chǎng)
框圖：
基于新唐ML51開(kāi)發(fā)的電池管理系統(tǒng)（BMS）—超低功耗MCU+AFE方案
方案簡(jiǎn)介
1：基于ML51開(kāi)發(fā)的電池管理系統(tǒng)（BMS）方案，是電池與用戶(hù)之間的紐帶，主要就是為了提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電。
2：系統(tǒng)特性
?ML51是性能增強(qiáng)型 1T 8051微控制器，內(nèi)嵌Flash，運(yùn)行速度可達(dá)24 MHz
?5至14節(jié)高精度電池電壓測(cè)量功能
?充放電電流測(cè)量功能
?短路保護(hù)功能
?內(nèi)置電池平衡開(kāi)關(guān)
?外部充放電FET控制
?雙通道溫度檢測(cè)
?過(guò)壓保護(hù)功能
性能參數(shù)
行業(yè)分類(lèi) : 電源電池
開(kāi)發(fā)平臺(tái) : Nuvoton 新唐
交付形式 : PCBA
性能參數(shù) : 運(yùn)行速度 : 24 MHz
應(yīng)用場(chǎng)景 : BMS 電池保護(hù)板
我愛(ài)方案網(wǎng)是一個(gè)電子方案開(kāi)發(fā)供應(yīng)鏈平臺(tái)，提供從找方案到研發(fā)采購(gòu)的全鏈條服務(wù)。找方案，上我愛(ài)方案網(wǎng)!在方案超市找到合適的方案就可以直接買(mǎi)，沒(méi)有找到就到快包定制開(kāi)發(fā)。我愛(ài)方案網(wǎng)積累了一大批方案商和企業(yè)開(kāi)發(fā)資源，能提供標(biāo)準(zhǔn)的模塊和核心板以及定制開(kāi)發(fā)服務(wù)，按要求交付PCBA、整機(jī)產(chǎn)品、軟件或IoT系統(tǒng)。
技術(shù)服務(wù)靳工：15529315703
