低功耗一直是各大MCU厂商争夺的焦点。最近，网上非常流行一个视频（意法半导体STM8L低能耗系列MCU技术演示），视频中ST的工程师分别用两个土豆，RFID线圈，一杯热水对STM8L MCU进行供电并使得系统正常运行。这不禁让我对STM8的运行功耗产生了兴趣，到底多低的电量STM8L就能工作呢？MCU内部哪个模块功耗最高？如何才能尽可能的降低STM8L的功耗？

首先让我们来看看厂商DS中提供的数据:
1. 工作电压1.8V到3.6V
2. 5个低功耗模式：

• wait模式
• Low power run模式 （约消耗5.1uA）
• Low power wait模式（约消耗3uA）
• Active-halt with full RTC模式（约消耗1.3uA）
• Halt模式（约消耗350nA）

当然，这只是厂商提供的理想功耗，在实际使用过程中，不同的应用场合不同的外设甚至于不同的PCB 设计和不同的软件编写都会对系统的功耗产生重大的影响。在下面的评测中，我们就以最基本的STM8 discovery开发板为平台进行STM8 RUN模式下功耗实测。当然由于测试仪器的精度以及测试方法的影响，测试值仅供大家参考，如需要准确的测试结果还需联系厂商。

在测试之前，我们有必要讨论一下STM8 discovery中集成有IDD电流测试电路，通过这个板载测试电路，STM8 discovery开发板能够测试其自身在正常工作模式与低功耗模式的消耗电流。测试的方法和电路也比较简单，如下图所示：

短接JP1的2，3脚后，系统进入IDD测试环境，此时如果在正常工作模式下（RUN模式），电流通过采样电阻转化为电压信号，再通过检流放大器MAX9938对微小的信号进行放大，最终通过STM8自带的AD转换模块采样并最终计算得到此时的电流值。另一种情况是如果系统工作在低功耗模式下，则AD不能够开启，所以此时采用的是另外一种变通的方法：在低功耗时对电容C11进行充电，当稳定后C11的电压值即为此时采样电阻电压经过MAX9938放大后的电压。通过外部的计数器4060唤醒STM8并开启AD模块快速完成对C11电压的采样并最终计算得到此时的电流值。当然，如果我们怀疑IDD测试的准确性则可以通过JP1的2,3脚串接一个外部电流表进行测试。

OK,背景知识讲了这么多，估计很多人都开始迫不及待了，下面我们就开始进行实战测试。

首先让我们来看看 STM8-DISCOVERY 工作电压到底多低？

测试电路很简单，一个外置稳压电源，一个万用表串联用来测当前电流，一个万用表并联用来测试当前电压。如果系统能够正常工作，则屏幕上显示当前电流，否则屏幕上无任何显示。同时，通过这个测试也可以对DISCOVERY开发板上的IDD测量电路进行校准，便于下一步测试。图1为测得的系统不工作时的电压，图2为系统工作时的电压。由于稳压电源的精度不够，所以我们外接万用表测试当前电压。

图1为系统不工作时的电压

在电源电压为1.8056V时系统不工作，STM8板上液晶不亮

图2为系统工作时的电压

在电源电压为1.8135V时系统工作，片内程序执行，IDD测试当前电流为1.12mA ，按照STM8L用户手册(CD00278045文档)的介绍，我们把电流表串入JP1的2,3号引脚。此时电流表中显示为1.08mA。基本与IDD测量一致。通过此次测量，可以认为STM8的工作电压介于1.80V到1.81V之间，基本满足数据手册上所述的1.8V供电电压。

有心的同学会留意到STM8的DS中有提到：Consumption: 195 μA/MHz，这是什么意思呢？难道系统的时钟频率还和功耗有关系？无图无真相，下面就让我们来验证一下频率和功耗的关系。

根据用户手册的图17（上图）可以看到，STM8 MCU所用的时钟信号主要来自于4个地方HSE(外部高速晶振)、HIS（内部16M RC振荡器）、LSE(外部低速晶振)以及LSI（内部38KHz低速振荡器）。这四个时钟通过选择器进行选择，并通过系统的分频器进行（1,2,4,8,16,32,64，128）分频。由于板子上没有外接高速晶振，所以只能使用芯片内部提供的16MHZ RC振荡器进行测试。为了更好的展现测试效果，我们对每种分频分别进行了测试。STM8的最高频率为16MHz，最低频率为16/128=125KHZ。下面各图分别为在各种分频系数下用板载IDD所测得得RUN模式下的消耗电流。（测试程序关闭了除ADC模块和液晶显示屏模块外的所有模块，并且电源为3.3V）。

分频因子为1时IDD值

分频因子为2时IDD值

分频因子为4时IDD值

分频因子为8时IDD值

分频因子为16时IDD值

分频因子为32时IDD值

分频因子为64时IDD值

分频因子为128时IDD值

通过测试，我们可以知道，在同一电压下，不同的工作频率器件所消耗的电流是不一样的，总体来看呈下降趋势。当这个下降却不是完全线性的，当系统分频因子从1变为2时效果比较明显，从8变为16和32时，系统消耗电流只有微小的改变，如果系统的分频因子从64变为128基本上可以说没有变化。如果还能够有256分频的话，按照前面的规律估计所消耗的电流变化也不会很大。难道这就是STM8L的极限了？当然不是，前面我们说过，STM8 MCU有4个时钟源，除去外部高速时钟板子上没有焊接外，其余三个我们都可以使用。上面我们测试的结果就是用内部16Mhz的RC时钟源作为主时钟得出的，为了使得STM8工作在更低的频率之下，我们可以选择内部38k低速时钟（即LSI）作为主时钟。以LSI为主时钟，并且分频因子为1时系统消耗电流如下图所示：

这个结果比用128分频的HSI作为主时钟还要低了许多，有的同学就会问了，如果用LSI的128分频作为主时钟的话是不是消耗电流更少呢？理论上来说当然是这样，但是我实在没有耐心等待LSI的128分频运行结束得到测量结果，要知道38000/128=296.875Hz。如果以这个频率让STM8工作的话并得到测试结果的话那将会是一个漫长的过程。：（
总结一下，上面我们讨论了STM8的最低工作电压与在此工作电压下所测得的消耗电流。同时我们介绍了STM8内置的IDD测试模块，并利用该模块完成了对STM8在不同的工作频率下的消耗电流测试。那么，所有的低功耗测试就结束了吗？当然不是，在下一集中我们将讨论STM8内部各个功能模块的功耗。