低功耗控制電路和程序思路設計總結(jié)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
一：首先了解芯片的內(nèi)部功耗
開發(fā)一個手持設備，有一個設計重點問題是必須要重視和解決的。那就是在待機狀態(tài)下如何做到最省電，即在待機狀態(tài)下如何做到盡可能的低功耗，比如用芯唐科技的Cortex-M0內(nèi)核的NUC100做手持電臺的開發(fā)，那么
1、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少（即該模式下的工作電流時多大，注一般的芯片都是uA級別的）。
通過查看NUC100芯片資料（在每個芯片手冊電氣特性或DC電氣特性一節(jié)會有說明）了解到該芯片的工作最大電流（即最大功耗）和深度休眠模式下的最低功耗 （最低功耗有Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4，表示NUC100內(nèi)部的模塊工作需要外部提供四個VDD接口，計算功耗時要把他們累加起來，這里給出了每個VDD接口的休眠模式下最低功耗值，當然如果芯片可以關閉某個模塊的對應的VDD，那就可以降低更多不必要的功耗了）
2、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少（即該模式下的工作電流時多大，注一般的芯片都是uA級別的）。
通過查看NUC100芯片資料（在每個芯片手冊電氣特性或DC電氣特性一節(jié)會有說明）了解到該芯片的工作最大電流（即最大功耗）和深度休眠模式下的最低功耗 （最低功耗有Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4，開始理解是：表示NUC100內(nèi)部的模塊工作需要外部提供四個VDD接口，計算功耗時要把他們累加起來，這里給出了每個VDD接口的休眠模式下最低功耗值，當然如果芯片可以關閉某個模塊的對應的VDD，那就可以降低更多不必要的功耗了，其實不是這樣的。后來發(fā)現(xiàn)Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4分別代表4種情況下測得的功耗電流，后來也芯片廠商客服也確認過，他們說NUC100在深度休眠的情況下可以做到25uA以下。）
二：電路供電系統(tǒng)的功耗分析
下圖是7R手臺控制電路（用2個端口做開關機判斷處理，按鍵開關機時波形圖（開/關機波形一樣））
上圖的工作原理是這樣的：
當POWER_KEY按下不，TP1點就持續(xù)高電平（下面示波器波形圖的下面一個通道的波形圖），
由于C1兩端電平不能突變，所以C1在POWER_KEY按下瞬間其兩端都是高電平（其實C1起到加速作用），這樣三極管Q1的由于基極出現(xiàn)高電平會瞬間導通，然后，TP2點出現(xiàn)低電平，然后C1會通過Q1的基--Q1發(fā)射--R1--C1構(gòu)成一個回路進行放電（整個過程波形如同下圖示波器截圖的上面那個通道波形：開始出現(xiàn)2ms低電平，后來按照指數(shù)形式放電，Q1就從導通，然后慢慢截止，最后TP2的電平穩(wěn)定為高電平），注意C2電容的容量相比C1很小，0.1u=100000p，估計C2在此電路的作用就是濾除高頻成分的目的。
?。ㄟ@里容易糊涂：C1不能突變，POWER_KEY按下瞬間C1兩端不能突變，可是C2兩端也不能突變，所以C2兩端都是低電平，那C1和C2的交點電壓就打架了？，因為C2電容量相比C1的電容量很小，幾乎對C1不會產(chǎn)生影響，當然如果C1和C2都是0.1uf，這POWER_KEY1導通瞬間，由于C1 C2兩端電壓都不能突變，則他們的交點電壓應該是2.5V）
?。娙菹嚓P理解：［深入理解電容的工作特性總結(jié)］ ）
下面用一個端口實現(xiàn)的開關機功能（因為INT0和PB14功能可以做程序中作改變）：
程序控制流程稍好加上：
》》》
一：首先了解芯片的內(nèi)部功耗
開發(fā)一個手持設備，有一個設計重點問題是必須要重視和解決的。那就是在待機狀態(tài)下如何做到最省電，即在待機狀態(tài)下如何做到盡可能的低功耗，比如用芯唐科技的Cortex-M0內(nèi)核的NUC100做手持電臺的開發(fā)，那么
1、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少（即該模式下的工作電流時多大，注一般的芯片都是uA級別的）。
通過查看NUC100芯片資料（在每個芯片手冊電氣特性或DC電氣特性一節(jié)會有說明）了解到該芯片的工作最大電流（即最大功耗）和深度休眠模式下的最低功耗 （最低功耗有Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4，表示NUC100內(nèi)部的模塊工作需要外部提供四個VDD接口，計算功耗時要把他們累加起來，這里給出了每個VDD接口的休眠模式下最低功耗值，當然如果芯片可以關閉某個模塊的對應的VDD，那就可以降低更多不必要的功耗了）
2、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少（即該模式下的工作電流時多大，注一般的芯片都是uA級別的）。
通過查看NUC100芯片資料（在每個芯片手冊電氣特性或DC電氣特性一節(jié)會有說明）了解到該芯片的工作最大電流（即最大功耗）和深度休眠模式下的最低功耗 （最低功耗有Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4，開始理解是：表示NUC100內(nèi)部的模塊工作需要外部提供四個VDD接口，計算功耗時要把他們累加起來，這里給出了每個VDD接口的休眠模式下最低功耗值，當然如果芯片可以關閉某個模塊的對應的VDD，那就可以降低更多不必要的功耗了，其實不是這樣的。后來發(fā)現(xiàn)Ipwd1，Ipwd2，Ipwd3，Ipwd4分別代表4種情況下測得的功耗電流，后來也芯片廠商客服也確認過，他們說NUC100在深度休眠的情況下可以做到25uA以下。）
二：電路供電系統(tǒng)的功耗分析
下圖是7R手臺控制電路（用2個端口做開關機判斷處理，按鍵開關機時波形圖（開/關機波形一樣））
上圖的工作原理是這樣的：
當POWER_KEY按下不，TP1點就持續(xù)高電平（下面示波器波形圖的下面一個通道的波形圖），
由于C1兩端電平不能突變，所以C1在POWER_KEY按下瞬間其兩端都是高電平（其實C1起到加速作用），這樣三極管Q1的由于基極出現(xiàn)高電平會瞬間導通，然后，TP2點出現(xiàn)低電平，然后C1會通過Q1的基--Q1發(fā)射--R1--C1構(gòu)成一個回路進行放電（整個過程波形如同下圖示波器截圖的上面那個通道波形：開始出現(xiàn)2ms低電平，后來按照指數(shù)形式放電，Q1就從導通，然后慢慢截止，最后TP2的電平穩(wěn)定為高電平），注意C2電容的容量相比C1很小，0.1u=100000p，估計C2在此電路的作用就是濾除高頻成分的目的。
?。ㄟ@里容易糊涂：C1不能突變，POWER_KEY按下瞬間C1兩端不能突變，可是C2兩端也不能突變，所以C2兩端都是低電平，那C1和C2的交點電壓就打架了？，因為C2電容量相比C1的電容量很小，幾乎對C1不會產(chǎn)生影響，當然如果C1和C2都是0.1uf，這POWER_KEY1導通瞬間，由于C1 C2兩端電壓都不能突變，則他們的交點電壓應該是2.5V）
?。娙菹嚓P理解：［深入理解電容的工作特性總結(jié)］ ）
下面用一個端口實現(xiàn)的開關機功能（因為INT0和PB14功能可以做程序中作改變）：
程序控制流程稍好加上：
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當在待機情況下要求極低功耗時的電路
低功耗設計問題：如何實現(xiàn)一個MCU系統(tǒng)在待機狀態(tài)下0uA的低功耗？（在待機模式下不能工作。如何通過長按按鍵開啟系統(tǒng)，并能夠在釋放按鍵后系統(tǒng)也能正常工作？）
分析：
根據(jù)系統(tǒng)功耗要求，MCU在待機模式下不能工作。如何通過長按按鍵開啟系統(tǒng)，并能夠在釋放按鍵后系統(tǒng)也能正常工作？然后在開機后，再次長按按鍵后又可以進入0uA的超低功耗下面待機。
解決：
系統(tǒng)在待機狀態(tài)（關機）時，當POWER_KEY1按鍵被長按。Q2導通，電池輸入電壓的高電平信號直接供到MCU芯片電源端，然后MCU一
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