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低功耗之王——STM8L-DISCO評測

ST STM8L

2016-09-29
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作者：風(fēng)子
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
最近，網(wǎng)上非常流行一個視頻中ST的工程師分別用兩個土豆，RFID線圈，一杯熱水對STM8L MCU進(jìn)行供電并使得系統(tǒng)正常運(yùn)行。這不禁讓我對STM8的運(yùn)行功耗產(chǎn)生了興趣，到底多低的電量STM8L就能工作呢?

低電壓模式下，關(guān)閉LCD時(shí)的電流

Halt模式下IDD電流

可以看到不同模式下功耗相差還是挺大的，在低功耗場合，合理運(yùn)用不同模式的切換，能夠?qū)⒐淖龅南喈?dāng)?shù)汀?/p>

三、功耗測試

低功耗一直是各大MCU廠商爭奪的焦點(diǎn)。最近，網(wǎng)上非常流行一個視頻(http://v.youku.com/v_show/id_XMTI0NDg2MjA4.html)視頻中ST的工程師分別用兩個土豆，RFID線圈，一杯熱水對STM8L MCU進(jìn)行供電并使得系統(tǒng)正常運(yùn)行。這不禁讓我對STM8的運(yùn)行功耗產(chǎn)生了興趣，到底多低的電量STM8L就能工作呢?MCU內(nèi)部哪個模塊功耗最高?如何才能盡可能的降低STM8L的功耗?

廠商DS中提供的數(shù)據(jù):

1. 工作電壓1.8V到3.6V

2. 5個低功耗模式：

wait模式

Low power run模式 (約消耗5.1uA)

Low power wait模式(約消耗3uA)

Active-halt with full RTC模式(約消耗1.3uA)

Halt模式(約消耗350nA)

當(dāng)然，這只是廠商提供的理想功耗，在實(shí)際使用過程中，不同的應(yīng)用場合不同的外設(shè)甚至于不同的PCB 設(shè)計(jì)和不同的軟件編寫都會對系統(tǒng)的功耗產(chǎn)生重大的影響。在下面的評測中，我們就以最基本的STM8 discovery開發(fā)板為平臺進(jìn)行STM8 RUN模式下功耗實(shí)測。當(dāng)然由于測試儀器的精度以及測試方法的影響，在測試之前，我們有必要討論一下STM8 discovery中集成有IDD電流測試電路，通過這個板載測試電路，STM8L-Discovery開發(fā)板能夠測試其自身在正常工作模式與低功耗模式的消耗電流。測試的方法和電路也比較簡單，如下圖所示：

短接JP1的2，3腳后，系統(tǒng)進(jìn)入IDD測試環(huán)境，此時(shí)如果在正常工作模式下(RUN模式)，電流通過采樣電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號，再通過檢流放大器MAX9938對微小的信號進(jìn)行放大，最終通過STM8自帶的AD轉(zhuǎn)換模塊采樣并最終計(jì)算得到此時(shí)的電流值。另一種情況是如果系統(tǒng)工作在低功耗模式下，則AD不能夠開啟，所以此時(shí)采用的是另外一種變通的方法：在低功耗時(shí)對電容C11進(jìn)行充電，當(dāng)穩(wěn)定后C11的電壓值即為此時(shí)采樣電阻電壓經(jīng)過MAX9938放大后的電壓。通過外部的計(jì)數(shù)器4060喚醒STM8并開啟AD模塊快速完成對C11電壓的采樣并最終計(jì)算得到此時(shí)的電流值。當(dāng)然，如果我們懷疑IDD測試的準(zhǔn)確性則可以通過JP1的2,3腳串接一個外部電流表進(jìn)行測試。

測試電路很簡單，一個外置穩(wěn)壓電源，一個萬用表串聯(lián)用來測當(dāng)前電流，一個萬用表并聯(lián)用來測試當(dāng)前電壓。如果系統(tǒng)能夠正常工作，則屏幕上顯示當(dāng)前電流，否則屏幕上無任何顯示。同時(shí)，通過這個測試也可以對DISCOVERY開發(fā)板上的IDD測量電路進(jìn)行校準(zhǔn)，便于下一步測試。圖1為測得的系統(tǒng)不工作時(shí)的電壓，圖2為系統(tǒng)工作時(shí)的電壓。由于穩(wěn)壓電源的精度不夠，所以我們外接萬用表測試當(dāng)前電壓。