pic單片機功耗問(wèn)題的解決

最近一周一直在做pic單片機功耗問(wèn)題。由于項目使用電池供電，所以功耗問(wèn)題顯得非常重要。根據數據手冊以及網(wǎng)絡(luò )上的資料，影響單片機功耗主要由以下幾個(gè)因素：

1：所有I/O引腳保持為高阻輸入高點(diǎn)平或低電平

2：關(guān)閉比較器和CVref(可編程偏上參考電壓)、WTD、T1OSC、BOR(欠壓復位)等

3：PORTB片內弱上拉

4：所有不用的模塊全部關(guān)閉，在用到時(shí)再打開(kāi)

5：MCLR引腳必須處于邏輯高電平

PIC單片機在執行SLEEP指令后進(jìn)入睡眠省電模式。進(jìn)入SLEEP模式后，主振蕩停止，如果看門(mén)狗在燒寫(xiě)時(shí)打開(kāi)了，看門(mén)狗定時(shí)器將被清并保持運行。I/O口，周邊模塊和內部RAM將保持原來(lái)狀態(tài)，所以如果要求睡眠后有很低功耗，應該在進(jìn)入SLEEP前把IO口置為高阻抗的輸入狀態(tài)，不用的模塊也要關(guān)閉。另有些周邊模塊與主時(shí)鐘有關(guān)，如在異步模式下的USART，將不工作。

喚醒SLEEP的條件有很多，如IO口電平變化，AD轉換結束，外部復位、看門(mén)狗溢出等，具體請參考數據手冊。

當執行SLEEP指令時(shí)，PC+1的指令被預取指，當器件被一個(gè)中斷條件喚醒時(shí)(這個(gè)中斷的應是已使能的)，如果GIE(全局中斷使能位)為0，器件將繼續執行SLEEP指令下面的指令。如果GIE為1，器件將執行已預取的PC+1指令后跳到0004H的中斷入口。所以建議SLEEP后面緊跟著(zhù)的一條指令最好是個(gè)NOP。

外部手動(dòng)復位MCLR將喚醒器件并RESET，表示狀態(tài)的標志位含義詳見(jiàn)數據手冊。

看門(mén)狗定時(shí)器在SLEEP下溢出將喚醒器件，然后執行SLEEP下面的指令，也有標志位指示狀態(tài)。

進(jìn)入SLEEP后，主振蕩停振，和主振蕩相關(guān)的模塊都會(huì )停止工作，A/D .液晶驅動(dòng)?？撮T(mén)狗等模塊還是要在SLEEP指令執行之前關(guān)閉的。這樣功耗才會(huì )最低。

關(guān)于I.O口。在16C926的DATA SHEET里，還是說(shuō)到了一些。所有的I/O口，都有確定的接VDD或者VSS,而不能懸空。進(jìn)入SLEEP前，所有的I/O應該置為輸入口，接上拉或下拉。

對于PORTB口有內部上拉功能的應該選擇不上拉。

這個(gè)項目就是因為沒(méi)有關(guān)閉BOR在休眠時(shí)電流達到50UA而搞了近一周的時(shí)間才發(fā)現問(wèn)題。

下面是一位網(wǎng)友的測試數據：

測試條件：PIC16F676使用內部4MHzRC振蕩，電源電壓5V,測試在睡眠下的消耗電流

單片機在外部IO口設置成輸入并有固定電平的情況下，程序進(jìn)入一個(gè)NOP指令和跳轉指令的死循環(huán)后耗電約1.26mA

1.SLEEP之后：WDT開(kāi)并256分頻，每2.3秒左右喚醒一次，所有IO口為數字輸入口，直接接高電平或低電平。5V,0.159mA，主要配置：_INTRC_OSC_NOCLKOUT _WDT_ON _PWRTE_ON _MCLRE_OFF _BODEN

2.上面的程序沒(méi)動(dòng)，只是配置 _BODEN_OFF，電流降為8.5μA,其它配置變化對電流消耗影響不大，WDT開(kāi)與不開(kāi)只差0.1μA，可見(jiàn)BROWN OUT DOWN功能是個(gè)耗電大戶(hù)。

3.上面的配置、程序沒(méi)動(dòng)，所有IO輸入口懸空，結果電流變?yōu)?.8-1mA，以上均沒(méi)開(kāi)電平變化中斷，而且手接近單片機電流變的更大?？梢?jiàn)雖然IO口看似沒(méi)有吸收電流，但干擾電平引起單片機內部比較器頻繁翻轉的電流可以說(shuō)很驚人。

4.以上配置，僅將WDT分頻比改為1:1，各IO口仍然接固定電平，此時(shí)單片機WDT約每1.8mS喚醒一次，電流為8.8μA，可見(jiàn)RC的喚醒很省電。

5.以上配置，WDT1:256分頻，將所有IO口設置成輸出，并輸出低電平，IO口不接任何負載，結果電流為9.5μA,與輸入相比多了1μA?？梢?jiàn)IO口的驅動(dòng)也是要能量的。

6.以上配置，WDT1:256，各AD輸入口設置成AD輸入，其它設置成IO輸入，均接固定電平，ADON置1,GO為零，此時(shí)AD模塊開(kāi)啟，轉換未開(kāi)始，轉換時(shí)鐘采用系統時(shí)鐘的1/8,電流8.8μA基本無(wú)變化，轉換時(shí)鐘采用AD獨立RC振蕩，電流仍為8.8μA,獨立RC振蕩，GO置1,轉換完成后繼續AD轉換，電流為9.2μA,期間沒(méi)有空余采樣電容的充電時(shí)間，可見(jiàn)AD轉換并不怎么耗電。

7.關(guān)閉AD,開(kāi)啟RA口的弱上拉，有弱上拉的IO懸空，WDT 1:1，電流8.8μA，將弱上拉的IO口其中一腳接地，電流猛增至212.4μA，換算下來(lái)一個(gè)弱上拉相當于一個(gè)24KΩ左右的電阻。

綜上所述，耗電大戶(hù)有兩個(gè)：第一大戶(hù)是懸空的輸入腳，第二大戶(hù)為弱上拉時(shí)IO口接地。第三大戶(hù)為BROWN OUT DOWN RESET(電壓過(guò)低復位)。若要省電的話(huà)不妨以此參考。此次試驗是單片機沒(méi)有任何外圍電路的情況下測得，當然外圍電路比較復雜，設計省電模式其它電路的耗電也要考慮。若要非常省電，那么每個(gè)功能是否開(kāi)啟都是錙珠必較.