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【经验】EFM32低功耗32位MCU在IoT应用中的电源模式管理使用经验

【经验】EFM32低功耗32位MCU在IoT应用中的电源模式管理使用经验

5G大规模商用在即,下个时代必将是硬件的时代,成千上万个IOT设备将走进人们的生活。从你早上起床的台灯,刷牙的牙刷到你出行的汽车上,每天使用的MCU超过上百个,MCU无形中消耗了绝大多数电能。因此想要设计出低功耗的IOT设备,MCU的选型是关键。EFM32系列是Silicon Labs推出的高性能,节能型32位MCU,主要面对低功耗MCU市场,具备多种节能模式。本文将介绍如何使用EFM32来进行低功耗IOT应用开发。

ZigBee模块mcu
无处不在的硬件,无处不在的MCU

 
EFM32具备EM0-EM4 5种能量模式如表1。EM0为运行态,消耗的电流为114μA/MHz,所有外设均开启。EM1为睡眠态,关闭了CPU,消耗的电流为48μA/MHz。EM2为深度睡眠态,在EM1的基础上关闭了部分高频外围设备,消耗电流降低到了0.9μA。EM3为停止态,关闭了部分高频和低频外设,消耗的电流为0.5μA。EM4为关断态,彻底关断了高频外设和CPU,仅仅保留了IO的唤醒功能,和部分低频、异步外设,消耗的电流低至20nA。EFM32睡眠越深,消耗的能量就越少,即使处于深度睡眠的状态,EFM32仍然具备快速唤醒功能。
EFM32低功耗32位MCU5种能量模式
EFM32低功耗32位MCU的5种能量模式

使用EFM32低功耗32位MCU来进行低功耗IOT应用开发的核心是基于事件的编程方法。在设计程序时,我们尽量不要在main的while循环里使用EM0状态,这样会使得EFM32处于长时间的等待和空运行状态。相反,将触发信号放在中断程序中读取,在main的while循环中,将EFM32设置成睡眠状态,凭借EFM32 的超快响应与唤醒速度,基本不会影响程序功能,优点是极大的降低功耗。以70MHz的工作频率,20%的触发率为例,EM3状态将会比EM0状态节省约80%的功耗。

 

 EFM32还有在面向电阻传感应用时,还有一个强大Lesense外围设备来节省功耗。Lesense最多可以监控16个传感器,并且在需要的时候才会开启ADC进行测量,相当于增加了一个阈值触发的功能,另外Lesense可以加快MCU从睡眠状态唤醒的时间。其内部的工作原理如图:

Lesense工作原理
Lesense工作原理

 

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