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深入STM8L低功耗评测(一)

2012年05月16日 作者: 2 24,477+ 1

低功耗一直是各大MCU厂商争夺的焦点。最近,网上非常流行一个视频(意法半导体STM8L低能耗系列MCU技术演示),视频中ST的工程师分别用两个土豆,RFID线圈,一杯热水对STM8L MCU进行供电并使得系统正常运行。这不禁让我对STM8的运行功耗产生了兴趣,到底多低的电量STM8L就能工作呢?MCU内部哪个模块功耗最高?如何才能尽可能的降低STM8L的功耗?

首先让我们来看看厂商DS中提供的数据:
1. 工作电压1.8V到3.6V
2. 5个低功耗模式:

  • wait模式
  • Low power run模式 (约消耗5.1uA)
  • Low power wait模式(约消耗3uA)
  • Active-halt with full RTC模式(约消耗1.3uA)
  • Halt模式(约消耗350nA)

当然,这只是厂商提供的理想功耗,在实际使用过程中,不同的应用场合不同的外设甚至于不同的PCB 设计和不同的软件编写都会对系统的功耗产生重大的影响。在下面的评测中,我们就以最基本的STM8 discovery开发板为平台进行STM8 RUN模式下功耗实测。当然由于测试仪器的精度以及测试方法的影响,测试值仅供大家参考,如需要准确的测试结果还需联系厂商

在测试之前,我们有必要讨论一下STM8 discovery中集成有IDD电流测试电路,通过这个板载测试电路,STM8 discovery开发板能够测试其自身在正常工作模式与低功耗模式的消耗电流。测试的方法和电路也比较简单,如下图所示:

STM8 discovery中IDD电流测试电路

短接JP1的2,3脚后,系统进入IDD测试环境,此时如果在正常工作模式下(RUN模式),电流通过采样电阻转化为电压信号,再通过检流放大器MAX9938对微小的信号进行放大,最终通过STM8自带的AD转换模块采样并最终计算得到此时的电流值。另一种情况是如果系统工作在低功耗模式下,则AD不能够开启,所以此时采用的是另外一种变通的方法:在低功耗时对电容C11进行充电,当稳定后C11的电压值即为此时采样电阻电压经过MAX9938放大后的电压。通过外部的计数器4060唤醒STM8并开启AD模块快速完成对C11电压的采样并最终计算得到此时的电流值。当然,如果我们怀疑IDD测试的准确性则可以通过JP1的2,3脚串接一个外部电流表进行测试。

OK,背景知识讲了这么多,估计很多人都开始迫不及待了,下面我们就开始进行实战测试。

首先让我们来看看 STM8-DISCOVERY 工作电压到底多低?

测试电路很简单,一个外置稳压电源,一个万用表串联用来测当前电流,一个万用表并联用来测试当前电压。如果系统能够正常工作,则屏幕上显示当前电流,否则屏幕上无任何显示。同时,通过这个测试也可以对DISCOVERY开发板上的IDD测量电路进行校准,便于下一步测试。图1为测得的系统不工作时的电压,图2为系统工作时的电压。由于稳压电源的精度不够,所以我们外接万用表测试当前电压。

系统不工作时的电压图1为系统不工作时的电压

在电源电压为1.8056V时系统不工作,STM8板上液晶不亮

系统工作时的电压图2为系统工作时的电压

在电源电压为1.8135V时系统工作,片内程序执行,IDD测试当前电流为1.12mA ,按照STM8L用户手册(CD00278045文档)的介绍,我们把电流表串入JP1的2,3号引脚。此时电流表中显示为1.08mA。基本与IDD测量一致。通过此次测量,可以认为STM8的工作电压介于1.80V到1.81V之间,基本满足数据手册上所述的1.8V供电电压。

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评论 ( 2 )
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  • dwwzl

    留言是种美德,写点什么… 😛 太棒了,学习中

    2012年10月11日  20:51:08
  • dwwzl

    太棒了,学习中

    2012年10月11日  20:53:40

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