在微控制器上应该激活哪种节能模式

在我十几岁的成长过程中，我已经记不清有多少次因为没关灯而被骂了。我本想争辩说，荧光灯比电水壶和加热器等电器消耗的能源相对更少，但我知道反驳只会让我妈妈生气，所以我在心里记着下次要关掉开关。有些法律是无法绕开的。

在电子学方面，我对微控制器的省电模式很感兴趣。但我从来没有投入到各种模式中，直到我迫切需要在一个户外太阳能应用程序中最小化电流。那时我才意识到节电模式的不同模式之间的区别，以及它们如何影响整个PCB设计。

为什么需要微控制器节电模式?

从Zilog仍然是流行的选择开始，微控制器已经经历了多个发展阶段。对速度更快、外设丰富的微控制器的需求意味着更小、更强大但耗电的硅。例如,LPC4300Cortex M4系列微控制器在204 MHz时消耗81.5 mA，所有外设都禁用。

如果你是在舒适的实验室里测试微控制器，你完全可以把它推到极限。但在实际应用中，功耗是非常重要的更环保的设备更有吸引力．基于微控制器的硬件比耗电少的硬件更可取。

抛开对环境的感知不提，当您为依赖太阳能的应用程序设计基于复杂微控制器的PCB时，您将意识到省电模式的优点。如果在日照不足的情况下，硬件需要在规定的时间内正常工作，那么你的挑战将增加十倍。

将微控制器置于省电模式可使功耗最小化。在电力敏感的应用中，每节省一毫安都可以转化为数小时的连续工作。

节电模式的类型

微控制器制造商意识到节电模式的重要性。近年来，微控制器的节能技术越来越成熟。虽然每个制造商可能会命名不同的省电模式，他们有相似的特点。

以下是一些你可以在微控制器数据表中找到的省电模式:

1.睡眠

休眠模式是指CPU核心的时钟信号被禁用，而外设时钟保持活动。这使得CPU能够在尽可能短的时间内被唤醒。

休眠状态下，CPU时钟关闭。

2.深度睡眠

处于深度睡眠模式的微控制器将使CPU和其他外设的时钟信号失效。RAM中寄存器的值被保留。

3.断电

下电模式涉及到的不仅仅是对CPU和外设的振荡器停用。SRAM内存通常也处于关机状态。

4.深断电

深度电源关闭模式类似于几乎关闭微控制器的电源。所有的时钟信号都关闭了。内存和寄存器关闭。输入引脚通常在这种状态下失去它的值。只有RTC电路保留了它的电源电路。

你应该选择哪种关机模式?

在决定哪种省电模式是最佳选择之前，有各种各样的因素需要考虑。节电模式的低电流消耗将导致更复杂的硬件和固件设计方法。这是因为外设和内存失去了它们的价值，设计师需要减轻固件和硬件的影响。

太阳能系统可能需要深度断电模式。

如果您需要更快的响应时间和足够的降低功耗以防止散热问题，则正常的休眠模式就足够了。当选择深电源下电模式时，唤醒微控制器的方法通常是有限的。你需要设计可靠地唤醒微控制器的硬件。这通常是通过在指定的唤醒中断引脚上施加电压信号。

在确定电源需求、电压和电流流以及任何散热需求的整个过程中，准确的组件模型库将是至关重要的。能够获取组件参数并利用这些数据来准确地评估电源需求和与设计布局中其他组件的热相互作用，将使确定微控制器节能模式的压力最小化。

如果你正在寻找能够进行设计分析的EDA软件，请考虑一下适合你的设计工具。此外，依靠一个布局工具，比如Cadence的OrCAD以确保您的设计漏洞被准确建模。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈．