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功耗設(shè)計不合格?設(shè)計的產(chǎn)品功耗太高了?不符合低功耗的要求?沒事沒事，這篇文章中，小編將對MCU設(shè)計時的低功耗的5點注意要點予以介紹。如果你正在頭疼低功耗設(shè)計如何實現(xiàn)或者你對本文內(nèi)容具有興趣，不妨從本文中汲取一點靈感哦。

微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ，又稱單片微型計算機(jī)(Single Chip Microcomputer )或者單片機(jī)，是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(memory)、計數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器，至汽車電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制等，都可見到MCU的身影。
 
MCU功耗明明應(yīng)該只有176nA，可是測出來的硬是達(dá)到了700mA!簡直是不能忍啊，想死的心都有了。
 
平常我們在使用MCU低功耗時經(jīng)常會出現(xiàn)實際功耗比理論功耗偏差較大，如在某些低到微安級的功耗模式，而我們設(shè)計的低功耗怎么測都是毫安級的，電流竟然能夠高出理論幾百到上千倍，遇到這種情況千萬不要怕，只要認(rèn)真你就贏了。
 
下面列出在設(shè)計低功耗時需要注意的五點。
 
1、掐斷外設(shè)命脈——關(guān)閉外設(shè)時鐘

先說最直觀的，也是我們都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設(shè)時鐘。對于現(xiàn)在大多數(shù)的MCU，其外設(shè)模塊都對應(yīng)著一個時鐘開關(guān)，只要打開這個外設(shè)時鐘，就可以正常使用該外設(shè)了，當(dāng)然，該外設(shè)也就會產(chǎn)生相應(yīng)的功耗;反之，如果想要讓這個外設(shè)不產(chǎn)生功耗，一般只需要關(guān)閉該外設(shè)時鐘即可。
 
2、讓工作節(jié)奏慢下來——時鐘不要倍頻

除了外設(shè)模塊功耗消耗之外，還有一個功耗大戶，那就是PLL和FLL模塊。PLL和FLL主要是用來對原始的時鐘信號進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統(tǒng)得整體時鐘，相應(yīng)的其功耗也會被提上去。所以在進(jìn)入低功耗前，需要切換時鐘模式，旁路掉PLL和FLL模塊，等到MCU喚醒之后再把時鐘切換回去。
 
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)時鐘就能夠保證外設(shè)不在耗電，那你就真的太年輕了。如果IO口沒有做好處理的話，它就會在暗地里偷走功耗，而你卻渾然不知。具體原因是這樣的，一般IO內(nèi)部或者外部都會有上下拉電阻，舉個例子如下圖所示，假設(shè)某個IO口有個10KΩ的上拉電阻，根據(jù)歐姆定律，此引腳就會消耗3.3V/10K=0.33mA的電流，假如有四、五個這樣的IO口，那么幾個毫安的電流就這樣貼進(jìn)去了，太可惜了。
 
所以在進(jìn)入低功耗之前，請逐個檢查IO的狀態(tài)：

如果該IO口帶上拉，請設(shè)置為高電平輸出或者高阻態(tài)輸入;
如果該IO口帶下拉，請設(shè)置為低電平輸出或者高阻態(tài)輸入;

4、睦鄰友好合作——注意IO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抵比較明顯，下面咱們來說一個不明顯的因素：IO口與外部IC相連時的電流消耗。假如某個IO口自帶上拉，而與此IO相連的IC引腳偏偏是自帶下拉的，那么無論這個引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的會產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇到這一類的情況，首先需要閱讀外設(shè)IC的手冊，確定好此引腳的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后再控制MCU睡眠前，設(shè)置好MCU的IO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、斷開調(diào)試器連接——不要被假象所迷惑

還有一類比較奇特，檢測出來的電流消耗很大，可實際結(jié)果是自己杞人憂天，什么原因呢?是因為在測試功耗的時候MCU還連著調(diào)試器呢!這時候大部分電流就會被調(diào)試器給擄走，平白無故的讓我們產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測試低功耗的時候，一定不要連接著調(diào)試器，更不要邊調(diào)試邊測電流。