单片机选型有诀窍：根据数值选择低功耗MCU

根据数据手册列出的电流消耗规格来比较和选择低功耗单片机(MCU)是一项比较困难的任务。在大多数情况下，选择MCU的开发人员会先初步看看数据手册第一页，作为快速获得器件信息的参考点，其中包括外设、运行速度、封装信息、GPIO引脚数量和供电特性等。这种方法对于获得器件的整体性能很有效，但是在评估低功耗特性时却不实用。

为了对低功耗操作有全面了解，开发人员还要考虑电流消耗、状态保持、唤醒时间、唤醒源，以及低功耗模式下可运行的外设等。开发人员在相同操作模式下对比同类低功耗MCU，以获得客观的逐项比较结果。另外，易用的评估工具也非常重要，因为能评估整体系统功耗的额外功能和外设，使工程师的工作更加容易。

MCU供应商通常会在数据手册第一页列出最低功耗值。虽然器件可能实现数据手册中提到的规格，但是实际的操作模式可能在应用中不一致。某些不利的低功耗特性并未列出，包括极慢的唤醒时间、无状态保持或RAM保持功能，或者操作电压范围缩小。为了深入了解各种低功耗特性，开发人员需定义相同的操作模式，其中包括两部分：电气规格和低功耗功能。

电气规格比较

电气性能规格罗列在数据手册中，通过仔细研究才能判断哪种规格更加重要。通常电气规范依据供应商定义的电源模式组织分类，这将使评估更加困难，因为需要熟悉每种电源模式的功能。一般情况下，定义一系列操作条件并对应到一种电源模式更有意义。例如，开发人员可能会定义下面一组操作条件：

· 状态保持和RAM保持条件下的休眠模式电流消耗

o 所有其他外设禁用

· RTC启用且状态保持和RAM保持条件下的休眠模式电流消耗

o RTC启用，所有其他外设禁用

· 唤醒时间

· 供电电压范围

一旦操作条件有明确的定义，那么就很容易判定属于何种电源模式。

额外的低功耗特性

第二部分是低功耗特性，这在供应商文档中很难找到，其散布在数据手册和参考手册中。低功耗功能的示例包括：

· 可用的唤醒源。

· 如何恢复代码执行。

· 在休眠模式下可操作的外设。

一旦相同的操作模式明确定义，开发人员可以开始研究文档中的更多细节。

经过收集数据的过程之后，还可以通过MCU相关的特性针对应用进一步降低功耗。这些特性优化可以减少BOM成本、提供更长的产品生命周期或者提供更好的设计灵活性。例如，片上DC-DC转换器能够有效为系统提供电能，从而减少功耗，并且允许使用更小的电池、降低整体BOM成本，或者提高功率预算的灵活性。多种唤醒源可以提升设计灵活性，允许MCU尽量停留在最低功耗模式，进一步降低应用的平均电流消耗。

开发人员的另一种优化方式是允许固件改变片内电源电压范围。当MCU在低频率下运行时，可以减少供电电压，从而节省功耗。可选的时钟门控使硬件模块与活动电路断开连接，从而避免不工作的外设消耗电能。以上特性没有列举在衡量低功耗MCU的供电电流规格中，但其实是实现最低整体系统功耗的关键。