挑战低功耗7小时纪实

今天，我的一位同事在低功耗设计上遇到了麻烦，他所设计的一个电池供电的设备不到几天就将电池消耗殆尽。经过测量，我发现这个设备的待机功耗过大，达到6.6mA，经核算，按照该功耗，即使设备一直处于休眠状态也只能工作2天。

按照低功耗设计的一般分析方法，可以从硬件和软件两个方面减小设备的功耗。

首先，我怀疑是所用的一些模块功耗较大，于是我把一些可插拔的模块断开，但是功耗没有明显下降，可见功耗损失不来自这些部分。

之后，我仔细核对了他的原理图，我发现了几个可能导致功耗较大的问题：
1、有一些不必要的上拉电阻，如SWD接口的上拉；
2、开关电源的电压反馈分压电阻过小，只有数k；
3、电路中有一个调试中使用的Max232芯片；
4、用于AD检测的分压电阻较小。

每一步的改进结果让人很吃惊：
1、SWD上拉电阻去除：节约0.01mA
2、电源分压电阻改进，由数k调整至数十k：节约0.8mA
3、电源检测电阻去除，节约150uA
4、Max232去除，节约5mA
5、AD分压电阻从1k、2K改为10k与20k，节约0.3mA
总计降低待机功耗： 6.31mA。

几个电路细节的改进之后，待机功耗就降低到了区区250uA。但我对这个结果仍不满意，我希望再通过软件进行进一步优化，我采取了以下措施：
1、IO设为高组态，防止类似I2C的上拉电阻在休眠后因为引脚电平不正确导致电流灌入；
2、关闭IO时钟；
3、关闭外设模块，将不必要的外设在休眠时关断可以减少不必要的功耗损失；
4、关闭AD使能与时钟；
5、关闭Systick，如果使能了Systick，在休眠时可以关断；
6、使用待机模式而不是睡眠模式。
可惜的是，这些并没有起到显著降低功耗的目的，看来STM32对待机的处理已经做得比较完善。

整个分析、解决过程用了我们7个小时，电路功耗由6.6mA降至250uA，工作时间也由2天提高到了72天。我调侃到，我们只用了7个小时，增加了70天的使用时间，还是值得的。

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