标题:
SilabsMCU低功耗实现方法3
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作者:
wxg1988
时间:
2012-6-26 23:18
标题:
SilabsMCU低功耗实现方法3
这里举一个运动装置的应用,采用3V
电池
供电,间歇工作,要求平均功耗不大于200mA。使用SilabsMCUC8051F333成功地实现了低功耗 的应用。选择双时钟系统,即处理数据时使用内部高速振荡器25MHz,空闲时使用外部晶振32.768KHz(如图3所示),并进入Idle模式。
没有使用到的片上
模拟
和数字外设全部关闭,没有用到的I/O全部设置成漏极开路方式。
下面我们分析一下在不同情况下,
CPU
的功耗情况。
在温度-40℃~85℃范围内,工作电压3V,系统时钟25MHz的情况下,CPU的功耗典型值是7.8mA。其电气特性参数表如表2所示。
我们还可以大概估算出在不同频率下CPU的功耗。当F>15MHz时,可以用下面的公式来估算:
IDD=IDD1-(F1-F)×IDD2(1)
其中IDD1是在不同电压、最高频率下正常工作时的最小功耗,F1是最高工作频率,IDD2是F>15MHz,不同电压下的IDD频率敏感度。例如,VDD=3.0V;F=20MHz时,根据图2可以算出:
IDD=7.8mA-(25MHz-20MHz)×0.21mA/MHz=6.75mA
当F≤15MHz时,CPU的功耗可以用下面的公式来估算:
IDD=F÷1MHz×IDD2(2)
例如,VDD=3.0V;F=32.768KHz时,根据图2可以算出:
IDD=32.768KHz÷1MHz×0.38mA/MHz=12.45184mA
在温度-40℃~85℃范围内,工作电压3V,系统时钟32.768KHz的情况下,CPU的功耗可以通过Idle模式下的电气特性参数来计算。Idle模式下的电气特性参数表如表3所示。
根据公式(2),Idle模式下的功耗为:
IDD=32.768KHz÷1MHz×0.20mA/MHz=6.5536mA
从上面的分析我们可以看出,使用外部低频振荡器,并进入Idle模式,CPU的功耗可以降的很低。如果能用上Stop模式,功耗可以降低到0.1mA以下。在模拟该运动装置真实使用环境的条件下,经过使用仪器测试,平均功耗降低到了150mA以下。该产品目前已经批量上市了。
结语
C8051F系列单片机封装小,高集成度,低功耗特性好。只要根据项目的实际情况,认真细致地分析产品的低功耗要求,灵活应用SilabsMCU的低功耗特性,从硬件和应用软件两方面入手,就可以设计出满足不同要求的低功耗产品。
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