掌握這五大方法，讓你的MCU輕松低功耗

　　低功耗是MCU的一項非常重要的指標，比如某些可穿戴的設備，其攜帶的電量有限，如果整個(gè)電路消耗的電量特別大的話(huà)，就會(huì )經(jīng)常出現電量不足的情況，影響用戶(hù)體驗。

　　平時(shí)我們在做產(chǎn)品的時(shí)候，基本的功能實(shí)現很簡(jiǎn)單，但只要涉及低功耗的問(wèn)題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級的MCU，而自己設計的低功耗怎么測都是毫安級的，電流竟然能夠高出標準幾百到上千倍，遇到這種情況千萬(wàn)不要怕，只要認真你就贏(yíng)了。下邊咱們仔細分析一下這其中的原因。

　　第一條：掐斷外設命脈——關(guān)閉外設時(shí)鐘

　　先說(shuō)最直觀(guān)的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設時(shí)鐘，對于現在市面上出現的大多數的MCU，其外設模塊都對應著(zhù)一個(gè)時(shí)鐘開(kāi)關(guān)。只需要打開(kāi)這個(gè)外設的時(shí)鐘，就可以正常的使用這個(gè)外設了，當然，此外設也就會(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，只需關(guān)閉它的時(shí)鐘即可。

　　第二條：讓工作節奏慢下來(lái)——時(shí)鐘不要倍頻

　　除了外設模塊功率消耗之外，還有一個(gè)功耗大戶(hù)需要注意一下，這就是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，從而提高系統的整體時(shí)鐘，相應的，其功耗也會(huì )被提上去。所以在進(jìn)入低功耗之前，需要切換是種模式，旁路掉PLL和FLL模塊，從而盡可能的降低MCU的功耗，等到MCU喚醒之后再把時(shí)鐘切換回去。

　　第三條：圍堵涓涓細流——注意I/O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再耗電，那么你就太天真了。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，一般的IO的內部或者外部都會(huì )有上下拉電阻，舉個(gè)例子，如下圖所示，假如某個(gè)IO口有個(gè)10KΩ的上拉電阻，把引腳拉到3.3V，然而當MCU進(jìn)入低功耗模式的時(shí)候，此IO口被設置成輸出低電平，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)mA就貼進(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口的狀態(tài)：

　　如果此IO口帶上拉，請設置為高電平輸出或者高阻態(tài)輸入;

　　如果此IO口帶下拉，請設置為低電平輸出或者高阻態(tài)輸入;

　　總之一句話(huà)，不要把上好的電流浪費在產(chǎn)生熱量的功能上，咱可不靠這點(diǎn)溫度去暖手。

　　第四條：睦鄰友好合作——注意I/O與外設IC的統籌

　　IO口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對比較明顯，下邊咱來(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，而此與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，都不可避免的產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇見(jiàn)這一類(lèi)的情況，首先需要閱讀外設IC的手冊，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數;然后在控制MCU睡眠之前，設置好MCU的IO口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。

　　第五條：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還連接著(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)故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測低功耗的時(shí)候，一定不要連接調試器，更不能邊調試邊測電流。

　　總結

　　MCU的低功耗設計是一個(gè)細致活，要養成良好的習慣，做到每添加一個(gè)功能都要重新驗證一下低功耗是否符合要求，這樣就可以隨時(shí)隨地干掉消耗功率的因素。如果把所有功能都設計好了才去考慮低功耗的問(wèn)題，一個(gè)不小心，就可能要更改程序的架構——即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。