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浅谈stm8l系列单片机的低功耗机制

发布时间:2020-08-28 发布时间:
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低功耗可以说是stm8l系列单片机的核心特色了。假设假设我们有一个温度传感器设备,他处于某种很特殊的地方,只能使用电池,而且我们很难去更换,那么低功耗就显得尤为重要。那么继续假设我们这个温度传感器不需要一直工作,只需要1小时采集一次数据就行了,也就是说,一个小时内,我们这个传感器只工作1秒钟,那么剩下的59分59秒怎么办?也许有的同学就会说了,while(1)循环啊,这种回答就很没有灵性。都不需要工作了,我们还关机不就行了,让它一小时启动一次,测量完就继续关机。那么就可以让电池里的电物尽其用。stm8l就有一个停机指令halt(),执行这条指令后,内核时钟停止工作,就相当于关机了。

但是并不是停机了,整个电路中的电流消耗就达到了最小!

第一:

虽然MCU是停机了,但是电路板还有其他的芯片在工作,它们仍然在消耗电量,所以我们在停机前应该要把其他芯片给关闭(可以通过特定的指令或者片选线)。条件好的可以直接用切断它们的电源。

第二:

我是这样理解的:进入停机模式后,只是MCU中最耗电的内核部分被关了,而所有寄存器和内存中的值是保持不变的,所以它的外设还在消耗电量,所以我们要在停机之前把开启的外设给关了。这里要注意一点:外设开启时是先开时钟再设置寄存器,关闭时先清除寄存器再关闭时钟。我是这样理解的:操纵一个外设的寄存器肯定是需要时钟的,如果我们先把时钟给关了,那么还怎么操作寄存器呢,如果光关了时钟,不清寄存器的相应位,那么外设还处于“静态耗电”的状态。在研究低功耗的过程中,我被这个坑了好久。

第三:

关于IO口的电平,这个是非常重要的一点,和之前提到的外设一样,GPIO也是一种外设,但是特殊的是,这个外设是和芯片外部直接打交道的,如果GPIO外部接了个上拉电阻,而你在停机之前设置的IO口是低电平的,那么电流不就通过电阻,流到IO口里来了,比如正常的说接了个10k的上拉电阻,接到3.3v电压上,那么电流就是330uA,这个值可不小呢,stm8l在停机时极限最小电流好像能达到0.4uA。那么你这个电路就是因为这个电阻,停机电流比别人大了将近800倍了,那么假如你的产品能待机1年,人家待机800年,这还怎么比?所以IO口是绝对不能被忽视的。stm8l芯片复位以后所有引脚都是浮空输入模式,理论上悬浮空输入时IO口的状态为高阻态是最省电的,那么我们只要把所有IO都DeInit就可以了。但是事实上不是,我把没有用到的管脚全部推挽输出高电平或低电平,不用的外部晶振的引脚要改为上拉输入才省电,外部有上拉下拉电阻的引脚分别推挽输出高电平和低电平,一般电路中上拉电阻比较多(比如IIC的总线外部都有上拉的)。和外部芯片相连的引脚都推挽输出低电平,因为外部芯片断电后所有引脚都是高阻态或接地的吧,如果你弄个高电平,就可能会有电流流过去。

在实际的项目中我们采用的方法是进入停机模式后,只有RTC时钟在工作,然后RTC每隔一段时间唤醒一次MCU,MUC工作完成后继续停机。

停机的代码为:

最后我测出来实际进入休眠模式后电流5~6uA左右,和理想的还是有一点差距,因为我们的板子上带有稳压芯片,消耗量一部分的电流。


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