低功耗藍(lán)牙應(yīng)用對功耗要求越低越好，功耗越低電池續(xù)航時間就越長，用戶體驗就越好。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你板子功耗偏高時，建議按照如下步驟進(jìn)行自檢：

確認(rèn)理論功耗值。Bluetooth LE功耗跟廣播間隔或者連接間隔是成正比關(guān)系的，所以20ms連接間隔下的功耗幾乎是1s狀態(tài)下的50倍！，單純地問“1mA功耗高不高？”是沒有意義的，必須結(jié)合特定的應(yīng)用場景才有意義。不管是廣播還是連接，特定的使用場景會有一個理論功耗值，大家可以訪問網(wǎng)址： https://devzone.nordicsemi.com/power/，以獲得你的使用場景下理論功耗多少，比如連接模式下，每1秒鐘發(fā)20個字節(jié)的數(shù)據(jù)包，這種模式下理論功耗為：7.5uA

確定板子漏電流。如果板子包含的元器件比較多，那么也有可能是其他非nRF5元器件導(dǎo)致的高功耗，比如傳感器，codec，或者電路設(shè)計本身的問題等。為了確定高功耗是來自nRF5器件還是其他器件，根據(jù)自己的情況，有如下三個方法供你參考：一如果你的固件可以直接在Nordic官方DK上運行，那么你可以把你的固件直接下載到DK上，然后通過DK測量nRF5芯片的功耗，如果這個功耗正常，那么大電流應(yīng)該是由其他非nRF5元器件引起的；如果這個功耗偏高，那么大電流的確是由nRF5芯片固件引起的，此時請參考后續(xù)操作步驟說明。二如果你的固件不能在DK上直接運行，那么可以讓nRF5芯片進(jìn)入深度睡眠模式（System OFF模式），此時nRF5芯片功耗只有零點幾微安，nRF5芯片所有IO口將處于floating狀態(tài)，此時再測量板子電流。如果板子電流恢復(fù)正常，那么大電流應(yīng)該是由nRF5芯片固件引起的；如果板子電流還是不正常，那么大電流應(yīng)該由其他非nRF5元器件引起的。關(guān)于如何進(jìn)入深度睡眠模式，你可以參考工程：SDK安裝目錄examplesperipheralram_retentionpca10040blankarm5_no_packs，或者參考ble_app_hrs工程中函數(shù)：sleep_mode_enter。三如果你的板子太復(fù)雜，無法按照上面兩種方法來確定漏電流，那么只能將板子其他非必需元器件焊下來，只留下一個nRF5最小工作系統(tǒng)，然后再測量此時的板子電流是否正常。

確定板子已經(jīng)退出J-Link模式。如果板子一直是電池供電，那么在某些情況下，即使程序下載完成而且運行正常，此時板子有可能還處在J-Link模式。J-Link模式下板子會有2mA左右的額外電流。要退出J-Link模式，有2種方式，一是給板子進(jìn)行上電復(fù)位，二是通過nrfjprog發(fā)出—reset指令（nRF52系列）或者—pinreset指令（nRF51系列），兩種方式都能讓板子退出J-Link模式，從而進(jìn)入應(yīng)用模式。

如果最終確認(rèn)大電流的確是由nRF5芯片引起的，那么幾乎可以肯定系統(tǒng)在進(jìn)入idle模式（System ON模式）之前，沒有關(guān)掉不需要的模塊。模塊沒有關(guān)掉，它就一直在耗電，從而導(dǎo)致功耗過大。Idle模式下，如下模塊會耗費比較多的電流，若允許建議全部關(guān)掉。

Idle模式。先說明一下什么是idle模式，所謂Idle模式，Nordic芯片手冊也稱為System ON模式，就是CPU可以不工作而外設(shè)可以繼續(xù)工作的一種低功耗模式。idle模式下，當(dāng)CPU和所有外設(shè)都不工作時，系統(tǒng)電流只有1.2uA左右。（注：除了idle模式，nRF5芯片還支持一種更低功耗的低功耗模式：sleep模式（Nordic芯片手冊稱為System OFF模式），sleep模式下，CPU和所有外設(shè)都強(qiáng)制關(guān)閉，所以功耗非常低：只有零點幾微安。由于sleep模式下，芯片無法發(fā)出廣播包或者與手機(jī)保持藍(lán)牙連接，所以sleep模式在Bluetooth LE應(yīng)用中運用得并不是很多）。Idle模式可以被任何中斷喚醒（sleep模式只能被IO口喚醒），所以idle模式在實際應(yīng)用中使用得比較多。在idle模式下，芯片仍然可以正常發(fā)出廣播或者與手機(jī)保持藍(lán)牙連接，所以大部分Bluetooth LE應(yīng)用都是工作在idle模式下，這樣既保持了Bluetooth LE功能又可以實現(xiàn)低功耗。有softdevice時進(jìn)入idle模式的函數(shù)是：

sd_app_evt_wait

無softdevice時進(jìn)入idle模式的代碼是：

__WFE(); // Clear the internal event register. __SEV(); __WFE();

這里我們順便把進(jìn)入sleep模式的函數(shù)也貼出來，供大家對比參考。有softdevice時進(jìn)入sleep模式的函數(shù)是：

sd_power_system_off

無softdevice時進(jìn)入sleep模式的代碼是：

// Enter System OFF and wait for wake up from GPIO detect signal. NRF_POWER->SYSTEMOFF = 0x1;

不管softdevice有沒有使能，idle模式下的電流都很低，只有1.2uA左右

UART/UARTE。由于UART需要實時檢測RX線上有沒有下降沿，所以一旦UART初始化成功，高頻時鐘將一直處于打開狀態(tài)，從而導(dǎo)致UART模塊消耗的電流比較大，雖然UART模塊本身只需要55uA的工作電流，但是為了配合UART工作其他外設(shè)（比如時鐘電路）需要消耗250uA左右電流，因此普通UART需要消耗300多微安電流。Nordic還有一個增強(qiáng)型UART：UARTE，它是帶DMA功能的，而DMA還需要消耗額外的1~2mA電流，這樣UARTE工作的時候需要消耗1mA多電流。因此在進(jìn)入idle模式之前，強(qiáng)烈建議將UART關(guān)掉，以節(jié)省系統(tǒng)功耗。注：為了達(dá)到低功耗和實時性雙重目的，在設(shè)計UART通信的時候，我們經(jīng)常會額外再加2個GPIO口用來通知對方UART要傳送數(shù)據(jù)了。關(guān)閉uart的API為：nrf_drv_uart_uninit或者app_uart_close。

CLI/UART。如果你使用了CLI/UART模塊，請使用cli模塊自帶的uninit函數(shù)去關(guān)閉本模塊。當(dāng)cli模塊和RTOS結(jié)合一起使用的時候，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)cli模塊關(guān)閉不徹底，從而導(dǎo)致idle模式下功耗還是很高（比如450uA左右），此時有可能需要多次調(diào)用nrf_cli_uninit這個函數(shù)，從而確保cli/uart模塊真正被關(guān)閉了。

GPIOTE。GPIOTE中斷有兩種工作模式：高精度模式（hi_accuracy為true）和低精度模式（hi_accuracy為false）。hi_accuracy為true將使能IN event中斷；hi_accuracy為false將使能Port event中斷。IN event中斷功耗比Port event中斷高10~20uA（nRF51將高出幾百微安），因此如果應(yīng)用邏輯允許的話，那么建議使用低精度模式，即使用如下初始化語句：

GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_TOGGLE(false) //低功耗低精度IO口中斷模式

DMA。Nordic大部分外設(shè)都自帶DMA功能，如果DMA可以關(guān)閉的話（有些設(shè)備DMA是不能關(guān)閉的），用完DMA之后，記得把DMA關(guān)掉，否則會有1~2mA左右的功耗。使用ADC的時候尤其要注意這點。

FPU。每當(dāng)程序要執(zhí)行浮點數(shù)運算的時候，Cortex M4F會自動把FPU打開，F(xiàn)PU是耗能大戶，其將消耗7mA以上的電流。此種情況下，進(jìn)入idle模式之前必須手動關(guān)閉FPU，手動關(guān)閉FPU代碼如下所示：

/* Clear FPSCR register and clear pending FPU interrupts. This code is base on * nRF5x_release_notes.txt in documentation folder. It is necessary part of code when * application using power saving mode and after handling FPU errors in polling mode. */ __set_FPSCR(__get_FPSCR() & ~(FPU_EXCEPTION_MASK)); (void) __get_FPSCR(); NVIC_ClearPendingIRQ(FPU_IRQn);

Timer0/1/2/3/4。Timer的工作電流大概為5~50uA左右（nRF51功耗會更高），對低功耗應(yīng)用來說，已經(jīng)非常大了。如果你的定時精度要求不高，而且是毫秒的倍數(shù)，那么強(qiáng)烈建議你使用app_timer來實現(xiàn)定時功能，app_timer的功耗只有0.2uA左右。

SPI/TWI/ADC等。在進(jìn)入idle模式之前，建議把SPI/TWI/ADC等模塊也uninit。大家可能會擔(dān)心反復(fù)init和uninit同一個模塊會不會有問題？這個不用擔(dān)心，目前還沒看到任何副作用。

ADC。最新的ADC驅(qū)動引入了一個宏：NRFX_SAADC_CONFIG_LP_MODE，如果你發(fā)現(xiàn)uninit ADC后，功耗還是很高，建議打開這個宏，再試一下，功耗有可能就降下來了。

帶DMA功能的UARTE。如果你的UART使用了DMA功能，測試時，發(fā)現(xiàn)大部分時候uninit UART后功耗都正常，偶爾會出現(xiàn)uninit后功耗降不下來的情況，請把這句話加在main函數(shù)的開始：*(volatile uint32_t*)(0x4007AC84) = 0x00000002;

還有一種電流異常情況：大部分芯片功耗是正常的，只有少部分芯片功耗是異常的。這種情況一般都跟IO口狀態(tài)有關(guān)，如果碰到這種情況，建議對芯片每個IO口進(jìn)行重新初始化，或許問題就解決了。

若無特殊情況，避免使用輸入/NOPULL配置。輸入模式下，要不使用內(nèi)部上拉或下拉，要不使用外部的。

如果不知道該如何配置一個IO口在idle模式的狀態(tài)，建議設(shè)為默認(rèn)狀態(tài)，即Floating狀態(tài)。

已使用IO口。不管nRF51還是nRF52，尤其這些IO口被用作為其他外設(shè)比如IIC/SPI等，哪怕IO口之前已經(jīng)是確定狀態(tài)，在進(jìn)入idle模式之前，建議對其再次進(jìn)行初始化，或許問題就解決了。

未使用IO口。這個問題好像只有nRF51802才有而且跟板子也有關(guān)系，在進(jìn)入sleep模式或者idle模式之前，對未使用的IO口進(jìn)行非floating初始化，即把它設(shè)為輸入上拉或者下拉，而不是默認(rèn)的Floating狀態(tài)。（其他芯片好像沒有發(fā)現(xiàn)這個問題）

審核編輯 黃宇