功耗設計不合格?設計的產(chǎn)品功耗太高了?不符合低功耗的要求?沒(méi)事沒(méi)事，這篇文章中，小編將對MCU設計時(shí)的低功耗的5點(diǎn)注意要點(diǎn)予以介紹。如果你正在頭疼低功耗設計如何實(shí)現或者你對本文內容具有興趣，不妨從本文中汲取一點(diǎn)靈感哦。

微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ，又稱(chēng)單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機，是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規格做適當縮減，并將內存(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場(chǎng)合做不同組合控制。諸如手機、PC外圍、遙控器，至汽車(chē)電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達、機器手臂的控制等，都可見(jiàn)到MCU的身影。
 
MCU功耗明明應該只有176nA，可是測出來(lái)的硬是達到了700mA!簡(jiǎn)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(shí)經(jīng)常會(huì )出現實(shí)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(wàn)不要怕，只要認真你就贏(yíng)了。
 
下面列出在設計低功耗時(shí)需要注意的五點(diǎn)。
 
1、掐斷外設命脈——關(guān)閉外設時(shí)鐘

先說(shuō)最直觀(guān)的，也是我們都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設時(shí)鐘。對于現在大多數的MCU，其外設模塊都對應著(zhù)一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)關(guān)，只要打開(kāi)這個(gè)外設時(shí)鐘，就可以正常使用該外設了，當然，該外設也就會(huì )產(chǎn)生相應的功耗;反之，如果想要讓這個(gè)外設不產(chǎn)生功耗，一般只需要關(guān)閉該外設時(shí)鐘即可。
 
2、讓工作節奏慢下來(lái)——時(shí)鐘不要倍頻

除了外設模塊功耗消耗之外，還有一個(gè)功耗大戶(hù)，那就是PLL和FLL模塊。PLL和FLL主要是用來(lái)對原始的時(shí)鐘信號進(jìn)行倍頻操作，從而提高系統得整體時(shí)鐘，相應的其功耗也會(huì )被提上去。所以在進(jìn)入低功耗前，需要切換時(shí)鐘模式，旁路掉PLL和FLL模塊，等到MCU喚醒之后再把時(shí)鐘切換回去。
 
3、圍堵涓涓細流——注意IO口的電平狀態(tài)

如果認為只要關(guān)閉外設時(shí)鐘就能夠保證外設不在耗電，那你就真的太年輕了。如果IO口沒(méi)有做好處理的話(huà)，它就會(huì )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內部或者外部都會(huì )有上下拉電阻，舉個(gè)例子如下圖所示，假設某個(gè)IO口有個(gè)10KΩ的上拉電阻，根據歐姆定律，此引腳就會(huì )消耗3.3V/10K=0.33mA的電流，假如有四、五個(gè)這樣的IO口，那么幾個(gè)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(gè)檢查IO的狀態(tài)：

如果該IO口帶上拉，請設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IC的統籌

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(lái)說(shuō)一個(gè)不明顯的因素：IO口與外部IC相連時(shí)的電流消耗。假如某個(gè)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(wú)論這個(gè)引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的會(huì )產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇到這一類(lèi)的情況，首先需要閱讀外設IC的手冊，確定好此引腳的狀態(tài)，做到心中有數;然后再控制MCU睡眠前，設置好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(kāi)調試器連接——不要被假象所迷惑

還有一類(lèi)比較奇特，檢測出來(lái)的電流消耗很大，可實(shí)際結果是自己杞人憂(yōu)天，什么原因呢?是因為在測試功耗的時(shí)候MCU還連著(zhù)調試器呢!這時(shí)候大部分電流就會(huì )被調試器給擄走，平白無(wú)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(shí)候，一定不要連接著(zhù)調試器，更不要邊調試邊測電流。