MCU低功耗设计（二）实践

时间：11-11 来源：互联网点击：

引言：

用电池供电的产品来说能耗是一个重大的问题，一旦电能耗尽设备将“罢工”。在《MCU低功耗设计（一）理论》中，我们介绍了节能的原理，本文用万用表和MCU电路板，真刀真枪地测试功耗值。简单，但绝对真实的测试数据，看看官方宣称低功耗与实测结果有多大差距，Let’s go!

说明：

博客的书写工具对于图片的编辑支持力度不够，喜欢本博文的读者可以从以下链接下载PDF版本的博文，那将是一个更好的排版文档。

http://download.csdn.net/detail/jiangjunjie_2005/8966291

一．搭建测试环境

1.硬件平台：

选用“长沙市锐米通信科技有限公司(www.rimelink.com)”的无线通信模块iWL881A（下图左），考虑只测试MCU能耗，特地将无线电射频模块去除（下图右），MCU为ST公司超低功耗STM8L151C8T6。

2.软件平台：

开发平台选用IAR集成开发环境，它的具体型号如右图：

3.测试工具：

超高精度测低功耗，需要电池模拟器，那玩意可是RMB二十多万一台；老外（如Contiki之父Adam Dunkels）经常接100欧姆电阻，用示波器算积分，比较繁杂；我们使用最简单的办法，串联电流表，不要小看它，测量到uA的精度是可行的。测试环境搭建如下图所示

二．低功耗模式下功耗测试

测试MCU低功耗比较科学的办法是，采用加法原则，即，首先测试最低工作状态下功耗，然后累加外设或I/O引脚，一步一步测试使能部件的功耗值。

为更好地测试STM8L151C8的功耗，我们写了一个C语言测试软件，它把MCU的5种低功耗运行模式都包括在内。当测试对应的运行模式时，只需要修改宏定义：#define MCU_MODE MODE_xxxxxx。

读者可以从以下链接直接下载该测试代码：

http://download.csdn.net/detail/jiangjunjie_2005/8959145

以下链接下载本博文的姊妹篇：《MCU低功耗设计（一）理论》

http://download.csdn.net/detail/jiangjunjie_2005/8957767

1.Halt功耗

将测试代码宏定义设置为：

#define MCU_MODE MODE_HALT

编译并烧录到MCU中，并电流表调整到2mA量程。可以看到，HALT模式下，功耗为0.4uA。

ST公司产品手册：Halt（400 nA）

看来，有信仰的民族（西欧基本都是基督教徒）更容易说真话呀！

2.Active-Halt功耗

将测试代码宏定义设置为：#defineMCU_MODE MODE_ACTIVE_HALT，编译并烧录到MCU中，电流表仍为2mA量程。可以看到，Active-Halt模式下，功耗为1.0uA和2.2uA，为什么会有2个值呢？

如果您看过本系列的第一篇博文《MCU低功耗设计（一）理论》，那就知道，较低的功耗（1.0uA）是Halt状态，而较高的功耗（2.2uA）是唤醒状态。为什么同样是停止，Active-Halt（1.0uA）比Halt（0.4uA）功耗要高呢？答案是，前者有一个38kHz的内部RC晶振在运行，它给RTC提供时钟源，它也需要电能哦！

ST公司产品手册：Active-halt with full RTC（1.4 uA）

如果我们把1.0uA和2.2uA简单地取个平均，那将是1.6uA，和官方数据还是接近吧。当然，要更精确测量，需要拿示波器记录唤醒时间的占空比，这个工作留给更严谨的后续者来完成吧（记得给读者发博文，科技报国，需要身体力行！）。