微控制器上应该激活哪种节能模式

在我十几岁的时候，我已经记不清有多少次因为没关灯而被骂了。我本想说，荧光灯比电热水壶和取暖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，下次再用荧光灯时一定要把开关关掉。有些法律是不能绕过的。

在电子学方面，我对微控制器的节能模式很感兴趣。但我从来没有尝试过各种模式，直到我迫切需要在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各种模式之间的区别，以及它们如何影响整个PCB设计。

为什么需要微控制器节能模式?

自从Zilog仍然是一个流行的选择以来，微控制器已经经历了多个进化阶段。对速度更快、外设丰富的微控制器的需求意味着更小、更强大但功耗更大的硅。例如，LPC4300Cortex M4系列微控制器在204mhz时消耗81.5 mA，禁用所有外设。

如果你在舒适的实验室里测试微控制器，你将没有问题把它推到极限。但是，当考虑到实际应用时，功耗是很重要的更环保的设备更有吸引力．基于微控制器的硬件，消耗更少的电流比它的耗电对手更可取。

撇开环境感知不考虑，当您为依赖太阳能的应用程序设计复杂的基于微控制器的PCB时，您将意识到节电模式的优点。在阳光照射不足的情况下，当硬件需要在规定的时间内发挥作用时，您的挑战将增加十倍。

将微控制器置于节电模式可将功耗降至最低。在对功率敏感的应用中，每节省一毫安就可以转化为数小时的连续运行。

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变得越来越先进。虽然每个制造商可能会以不同的方式命名节电模式，但它们具有相似的特征。

以下是一些你可能在微控制器数据表中找到的节电模式:

1.睡眠

休眠模式是指CPU核心的时钟信号被禁用，而外围时钟保持活动状态。这使得CPU能够在最短的时间内被唤醒。

休眠模式下，CPU时钟关闭。

2.深度睡眠

进入深度睡眠模式的微控制器将使CPU和其他外围设备的时钟信号失效。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和外围设备的振荡器停用。SRAM存储器通常也会断电。

4.深层力量

深度断电模式类似于几乎关闭微控制器的电源。所有时钟信号关闭。内存和寄存器断电。在这种状态下，输入引脚通常会失去其值。只有RTC电路保留了它的功率电路。

你应该选择哪种关机模式?

在决定哪种节能模式是最佳选择之前，您应该考虑各种因素。节能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，设计人员需要在固件和硬件中减轻影响。

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适当减少功耗以防止散热问题，则常规睡眠模式就足够了。当选择深度下电模式时，唤醒微控制器的方法通常是有限的。你需要设计硬件来可靠地唤醒微控制器。这通常是通过在指定的唤醒中断引脚上施加电压信号。

在整个确定电源需求、电压和电流流以及任何散热需求的过程中，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该数据准确地评估电源需求以及设计布局中与其他组件的热相互作用，将最大限度地减少在微控制器上确定节能模式时所施加的压力。

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