MCU降功耗

Posted 2020-08-21

降功耗对于一款使用电池供电的产品来说是至关重要的。当然这项工作不只是软件开发人员的责任，还需要硬件工程师合理的电路设计，器件选型，最终共同努力将功耗控制到可接受的范围。MCU降功耗可以从以下几个方面着手:

1.器件选型
基于成本的考虑，电路使用的元器件可能不是低功耗的最佳选择，如某些传感器，本身功耗就比较大，这时想通过软件降功耗就很麻烦了。最好选择那些可以配置的，存在低功耗模式的传感器。至于MCU，是显而易见的，肯定选一款功耗低，满足功能要求的，这些评审时自然会考虑到。一些8位MCU功耗是几十微安，睡眠模式1uA左右，成为首选。这类MCU最容易出现的就是资源有限，引脚个数少，如某款IC ROM只有1K，RAM32字节，这样最后的软件实现很可能捉襟见肘。

2.降低主频
众所周知，芯片主频越高，功耗越大。降功耗方案一般不使用外部晶振，使用内部晶振，频率选择常用的32768Hz虽然低，却只能得到秒一级别的精度，想得到ms或us级别的精度，大于1M的频率少不了。

3.睡眠模式
睡眠模式是降功耗的主要方式，MCU可以睡眠模式睡眠，模块也可以睡眠。在外部触发唤醒MCU之后，MCU再唤醒功耗更大的模块，完成功能或通信后，马上又进入睡眠，总之进入睡眠状态自然是省电的。一些模块存在多种睡眠模式，都是为了在不影响功能的前提下更加灵活地来降低功耗。

4.关闭未用资源
在使用稍复杂一点的MCU时，它本身所带的外设，未使用时一定关闭。使用简单的MCU时，可能所有的功能都是引脚模拟实现，如IIC，SPI，Uart之类，不过也要注意，进入睡眠停止工作之前，应将与之对应的传感器等器件关闭或使其进入PowerDown Mode，唤醒后再做初始化、配置的工作。

5.配置IO口

前面提到睡眠之前，关闭外部器件，你以为这样就可以了，其实未必。如果某些引脚接了外部上拉电阻，而MCU睡眠时该引脚置低，这样一来，有压差，有电阻，就形成了不必要的功耗。这点容易被忽略，所以各个引脚一定要根据外部电路合理配置。

6.间歇工作原则
所谓间歇工作，就是劳逸结合，工作休息交替进行，采用切电源的方式，开和关交替执行，这样该器件的功耗就降了一半。如果某器件上电后，需要预热一段时间，那这个方法就行不通了。还有一些电平驱动的元件，给一定占空比的脉冲就可以工作，还可以根据电压调整占空比，平衡负载，实现电源最大利用率，不过这又是一项复杂的工作了。

 

以上是一些从MCU的角度降功耗的基本方法。降功耗是一项艰巨又具有挑战的工作，要求越高，就越能发掘出越多的方法出来。