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華大單片機(jī)低功耗注意事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明

李建燦 ? 來(lái)源:阿燦Charles ? 作者:阿燦Charles ? 2022-02-15 16:54 ? 次閱讀

前言

對(duì)于一些電池供電的應(yīng)用,很多都需要用低功耗的單片機(jī)。隨著國(guó)外單片機(jī)缺貨,也越來(lái)越多的工程師選擇國(guó)產(chǎn)華大低功耗系列的單片機(jī),接下來(lái)就講一下華大低功耗系列的單片機(jī)怎么處理低功耗。

一、進(jìn)低功耗的步驟

1、關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘
2、配置IO電平(重要)
3、內(nèi)核進(jìn)入睡眠

二、詳細(xì)說(shuō)明

很多客戶說(shuō)我執(zhí)行Lpm_GotoDeepSleep()進(jìn)入睡眠之后,怎么電流還那么大呢?一問(wèn)調(diào)用睡眠函數(shù)之前啥都沒做,其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū),調(diào)用這個(gè)函數(shù)相當(dāng)于執(zhí)行了__WFI(),這個(gè)只是讓內(nèi)核進(jìn)入睡眠而已,前面的兩步還沒做。

1、關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘

根據(jù)手冊(cè)的說(shuō)法,部分外設(shè)在進(jìn)入睡眠后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉(見下圖),但還是建議進(jìn)入睡眠前把不需要的外設(shè)時(shí)鐘手動(dòng)關(guān)掉,喚醒之后再手動(dòng)打開。以HC32L136為例,執(zhí)行Sysctrl_SetPeripheralGate();可以打開關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘。

注意:ADC的關(guān)閉步驟,有一個(gè)BGR要關(guān)閉,調(diào)用Bgr_BgrDisable();即可關(guān)閉。這個(gè)是模擬模塊的使能寄存器,在使用模擬外設(shè)的時(shí)候會(huì)打開,像初始化ADC、VC比較器和LVD需要打開,但睡眠的時(shí)候打開會(huì)增加30~80uA的電流。

注意:看門狗WDT開了就關(guān)不了,睡眠下也是開著,無(wú)法喂狗會(huì)導(dǎo)致復(fù)位。睡眠使用看門狗建議用PCA模塊4的模擬看門狗,睡眠下可以關(guān)閉

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2.配置IO電平(重要)

這點(diǎn)是很多工程師都會(huì)忽略的,以為把所有東西的時(shí)鐘關(guān)了,就是最低功耗。但其實(shí)外圍電路還是會(huì)耗電,比如IO外面接的是上拉電阻,IO輸出低的話,有電流流過(guò),就帶來(lái)了功耗的升高。
還有一點(diǎn)最讓工程師忽略的,就是IO口懸空,認(rèn)為我IO啥都沒接,怎么可能耗電呢。接下來(lái)我們來(lái)看一下。

首先,IO有接外圍電路的,睡眠之前根據(jù)外圍電路接法決定怎么設(shè)置IO電平,原則就是電平平衡,比如有上拉,那可以用輸入上拉、有LED就關(guān)閉LED、有下拉就輸入下拉或輸出低都可以,這部分也可以請(qǐng)硬件工程師幫忙分析。

注意:IO懸空的情況,包括有些型號(hào)的晶圓是比較多管腳的,但是某個(gè)型號(hào)沒有把管腳都封出來(lái),沒有封出來(lái)的管腳也要當(dāng)懸空處理。懸空的管腳建議設(shè)為輸入下拉。


舉個(gè)例子:曾經(jīng)有個(gè)客戶懸空的管腳沒有配置,做幾十個(gè)樣品的時(shí)候睡眠電流都是正常的,只有5uA,量產(chǎn)的時(shí)候電流就60uA了,我過(guò)去一看就是把懸空的管腳配置成輸入下拉就都是5uA了。

接下來(lái)我們看下為什么懸空的管腳會(huì)導(dǎo)致電流不穩(wěn)定的原因:
如下圖,IO口結(jié)構(gòu)一般可以簡(jiǎn)化為如下的圖,當(dāng)以推薦的高電平或低電平驅(qū)動(dòng)時(shí),只有上管或下管導(dǎo)通,絕不會(huì)兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通。但是CMOS器件的驅(qū)動(dòng)電壓中間都有一個(gè)不確定的電壓區(qū)間,但驅(qū)動(dòng)電壓處在這個(gè)區(qū)間,則可能兩個(gè)管子都導(dǎo)通,從而VDD直接到地,造成大的電流損耗。當(dāng)管腳懸空時(shí),遇到雜散噪聲就可能出現(xiàn)這種情況,所以前面提到的客戶案例就會(huì)有時(shí)會(huì)電平偏大,而有時(shí)不會(huì)。

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3、內(nèi)核進(jìn)入睡眠

處理完前面的東西后,最后一步就是執(zhí)行Lpm_GotoDeepSleep()進(jìn)入睡眠。
注意: 華大有些低功耗系列產(chǎn)品是有PLL倍頻器的,進(jìn)睡眠前需要把PLL關(guān)掉,不然功耗也會(huì)偏高

總結(jié)

華大的低功耗系列單片機(jī)的調(diào)試步驟就這么多,其實(shí)其他品牌的單片機(jī)調(diào)低功耗方法也差不多。

審核編輯:符乾江

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