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​ 可穿戴设备:如何有效降低MCU的功耗?

2025-02-27 09:29
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低功耗是MCU(微控制器)设计中的一个重要考量,特别是在可穿戴设备、便携式仪器等电量受限的应用场景中,如何有效降低MCU的功耗成为工程师们必须面对的挑战。

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一、关闭外设时钟

对于大多数MCU而言,外设模块都对应着一个时钟开关。当某个外设不需要工作时,可以通过关闭其时钟来切断功耗来源。这是最直接也是最有效的降低功耗的方法之一。

二、降低时钟频率

PLL(锁相环)和FLL(频率锁定环)模块通常用于对原始时钟信号进行倍频操作,以提高系统的整体时钟频率。然而,倍频操作也会增加功耗。因此,在进入低功耗模式之前,可以切换时钟模式,旁路掉PLL和FLL模块,从而降低MCU的功耗。当MCU唤醒后,再切换回原来的时钟模式。

三、管理IO口电平状态

IO口的电平状态也是影响MCU功耗的一个重要因素。如果IO口没有做好处理,就可能会在低功耗模式下产生额外的功耗。因此,在进入低功耗模式之前,需要逐个检查IO口的状态,确保它们不会消耗不必要的电流。例如,如果某个IO口带有上拉电阻,而该口被设置为输出低电平,那么就会产生电流消耗。此时,可以将该口设置为高阻态输入或者低电平输出,以避免电流消耗。

四、统筹IO口与外设IC的连接

当MCU的IO口与外部IC相连时,也需要注意电流消耗的问题。如果IO口自带上拉,而外部IC的引脚自带下拉,那么无论该引脚处于何种电平输出,都会产生一定的电流消耗。因此,在连接外部IC之前,需要仔细阅读其手册,确定好引脚的状态,并在MCU睡眠之前设置好IO口的上下拉模式及输入输出状态。

五、断开调试器连接

在进行功耗测试时,一定要确保MCU没有连接调试器。因为调试器可能会消耗大量的电流,从而影响测试结果的准确性。因此,在测试低功耗时,一定要断开调试器的连接。


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