低功耗单片机如何选型与设计？嵌入式系统省电方案详解
许多嵌入式产品的核心理诉求是低功耗，特别是在于借助电池供电之举的物联网设备、带着便携性质的仪器以及具有可穿性质置这般的情况里。针对一个获取成功之作般的低功耗系统其设计而言，是要有跨度从芯片选型起始由一路到硬件电路再接着到软件架构这些方面作为方向去进行全面的考量的，绝对不是能够凭借简单地去选用一颗带有低功耗属性的MCU就能够达成实现的。接下来我会从几个关键环节着手，分享一些在实际设计里面所用到的具体思路路径以及方式方法。
如何选择低功耗单片机
挑单片机之际，不能够单单瞧数据手册里的静态电流那个数值，也就是Sleep Current，或者运行电流，即Active Current的数值。得要联合着你的应用场景去评估。比如说，设备在大部分的时间处于啥模式呢？是处于深度睡眠模式吗，又或者是进行定时唤醒而后做短暂工作？这个情形决定了你需要将重点放在芯片于对应模式下的功耗表现方面。除此之外，芯片从睡眠模式苏醒过来的速度，唤醒源的丰富程度，以及外设在低功耗模式下边的可控性，也就是能不能彻底关闭，这些同样是相当关键的。TI推出的MSP430有所侧重，ST旗下的STM32L系列存在不同侧重，Nordic的nRF系列同样具备各自侧重情况，而且这些侧重表现在低功耗方面。
低功耗系统硬件设计要点有哪些
基础是低功耗的硬件设计。其一，电源路径管理须精细，向不同电压需求的芯片以及外设给予独立的 LDO 或者 DC - DC，还要确保于休眠之际能关断没必要的电源轨。其二，未使用的 MCU 引脚应该配置成确定的输出状态或者带上拉/下拉，防止浮空引脚产生漏电流。对于传感器等外设，尽可能去选择支持关断又或者极低待机功耗的型号，并且在硬件方面提供独立的电源开关控制。PCB 布局布线同样要留意，缩减高频信号路径长度以及避免串扰，能够降低没必要的动态功耗。
软件如何实现低功耗运行
挖掘硬件拥有的低功耗潜力的关键之处在于软件策略，其核心原则是“尽量睡觉，快速干活”，这其实意味着得合理去设计中断驱动的事件响应机制，从而能让CPU在没有事情可做的时候立刻进入它所能达到的最深睡眠模式，与此同时，要精确地对外设的时钟以及电源进行管理，只有在需要的时候才开启，用完之后马上关闭，另外，优化算法以此来减少CPU活跃时间、降低主频运行，还有利用DMA搬运数据去替代CPU轮询，这些都是有效的软件节能手段。在实时操作系统里，也就是RTOS当中，存在着一种低功耗tickless模式，这同样是值得去加以利用的特性。
于你那低功耗产品设计里头，所碰到的最大挑战究竟是静态功耗的把控，还是动态功耗的优化？欢迎于评论区去分享你的经历以及困惑，要是觉着本文有帮助的话，也请点赞并且分享给更多有需求的朋友。
