在可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)終端等應(yīng)用中，功耗是非常重要和苛刻的一個(gè)設(shè)計(jì)考量，這就需要工程師選用低功耗MCU等電子器件，以提高設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。那么，什么是低功耗MCU呢？

簡(jiǎn)單來(lái)講，就是支持低功耗模式的MCU，這就要求工程師在低功耗、短啟動(dòng)時(shí)間和多種喚醒事件之間進(jìn)行平衡，為自己的設(shè)計(jì)方案選擇一個(gè)合適的MCU。以下以MM32F003為例進(jìn)行說(shuō)明。

1. 低功耗模式

MM32F003支持睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式，可以在要求低功耗、短啟動(dòng)時(shí)間和多種喚醒事件之間達(dá)到最佳的平衡。在系統(tǒng)或電源復(fù)位以后，MCU就一直處于運(yùn)行狀態(tài)。這時(shí)的時(shí)鐘源為CPU提供時(shí)鐘，內(nèi)核執(zhí)行程序代碼。當(dāng)CPU不需繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，可以利用多個(gè)低功耗模式來(lái)降低功耗，例如等待某個(gè)外部事件時(shí)。

（1）睡眠模式

在睡眠模式，只有CPU停止，所有外設(shè)處于工作狀態(tài)并可在發(fā)生中斷/事件時(shí)喚醒CPU。

（2）停機(jī)模式

在保持SRAM和寄存器內(nèi)容不丟失的情況下，停機(jī)模式可以達(dá)到最低的電能消耗。在停機(jī)模式下，停止所有內(nèi)部1.8V部分的供電，PLL、HSI的振蕩器和HSE晶體振蕩器被關(guān)閉，調(diào)壓器可以被置于普通模式或低功耗模式。

可以通過(guò)任一配置成EXTI的信號(hào)把MCU從停機(jī)模式中喚醒，EXTI信號(hào)可以是16個(gè)外部I/O口之一、PVD的輸出的喚醒信號(hào)。

（3）待機(jī)模式

待機(jī)模式可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗。該模式是在CPU深睡眠模式時(shí)關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)器，內(nèi)部所有的1.5V部分的供電區(qū)域被斷開(kāi)，HSI和HSE振蕩器也都關(guān)閉。可以通過(guò)WKUP引腳的上升沿、NRST引腳的外部復(fù)位、IWDG復(fù)位喚醒或者看門狗定時(shí)器喚醒不復(fù)位。

有兩種方式進(jìn)入待機(jī)模式，可以通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的控制位，選擇以下待機(jī)模式的功能：
（1）獨(dú)立看門狗(IWDG)：可通過(guò)寫入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來(lái)啟動(dòng)IWDG。一旦啟動(dòng)了獨(dú)立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。
（2）內(nèi)部振蕩器(LSI振蕩器)：通過(guò)控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR)的LSION位來(lái)設(shè)置。

在進(jìn)入待機(jī)模式后，除了被用于喚醒I/O，其余I/O都進(jìn)入高阻態(tài)，而從待機(jī)模式喚醒后，相當(dāng)于復(fù)位MM32芯片，程序重新從頭開(kāi)始執(zhí)行，SRAM和寄存器的內(nèi)容將被丟失。

2. 電流消耗實(shí)測(cè)

電流消耗是多種參數(shù)和因素的綜合指標(biāo)，這些參數(shù)和因素包括工作電壓、環(huán)境溫度、I/O引腳的負(fù)載、產(chǎn)品的軟件配置、工作頻率、I/O腳的翻轉(zhuǎn)速率、程序在存儲(chǔ)器中的位置以及執(zhí)行的代碼等。

（1）停機(jī)和待機(jī)模式最大電流消耗

表中是MM32F003處于下列條件時(shí)的數(shù)值：
（1）所有的I/O引腳都處于輸入模式，并連接到一個(gè)靜態(tài)電平上—VDD，或VSS(無(wú)負(fù)載)。
（2）所有的外設(shè)都處于關(guān)閉狀態(tài)，除非特別說(shuō)明。
（3）閃存存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間調(diào)整到fHCLK的頻率(0 ～ 24MHz時(shí)為 0 個(gè)等待周期, 24～48MHz時(shí)為1個(gè)等待周期)。
（4）指令預(yù)取功能開(kāi)啟。當(dāng)開(kāi)啟外設(shè)時(shí)：fPCLK1 = fHCLK。

（2）運(yùn)行模式下的最大電流消耗

表中是MM32F003處于下列條件時(shí)的數(shù)值：
（1）所有的I/O引腳都處于輸入模式，并連接到一個(gè)靜態(tài)電平上—VDD或VSS(無(wú)負(fù)載)。
（2）所有的外設(shè)都處于關(guān)閉狀態(tài)，除非特別說(shuō)明。
（3）閃存存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間調(diào)整到fHCLK的頻率(0～24MHz時(shí)為0個(gè)等待周期, 24～48MHz時(shí)為1個(gè)等待周期)。
（4）指令預(yù)取功能開(kāi)啟。當(dāng)開(kāi)啟外設(shè)時(shí)：fPCLK1 = fHCLK。

使用HSI振蕩器，MM32F003從睡眠模式喚醒時(shí)間不超過(guò)4.2μs，從停機(jī)模式喚醒時(shí)間<12μs，從待機(jī)模式喚醒時(shí)間<230μs。