在MCU（Microcontroller Unit，微控制器）设计与应用中，低功耗技术是一个至关重要的领域，尤其是在物联网（IoT）设备和便携式设备中，长时间的电池寿命是产品竞争力的关键因素。本文将深入探讨MCU低功耗技术的核心知识点，结合文件“MCU低功耗技术(1)-物联公司-刘昭元.pdf”中的实践经验和解决方案。
一、MCU低功耗模式
1. 睡眠模式：这是最基本的低功耗模式，MCU关闭大部分外设，但保持RAM的状态，唤醒速度较快。
2. 停止模式：CPU停止工作，电源被切断，但RTC（实时时钟）和RAM供电保持，适合短时间待机。
3. 待机模式：几乎所有的电路都被关闭，仅保留晶振和复位电路，功耗最低，但唤醒时间较长。
二、电源管理策略
1. 动态电压和频率调整（DVFS）：根据MCU的工作负载实时调整电压和频率，降低功耗。
2. 电源门控（Power Gating）：根据需要关闭不使用的模块电源，减少静态电流。
3. 低功耗I/O（LPI/O）：使I/O端口在空闲时进入低功耗状态。
三、能量采集技术
对于某些无需外部电源的设备，如环境光或热能收集，MCU需要支持能量采集接口，实现自给自足的运行。
四、唤醒源优化
1. 快速唤醒：优化中断响应时间和唤醒信号处理，确保MCU能在短时间内恢复工作状态。
2. 精确的唤醒定时器：用于定期任务，如传感器数据采集，确保精确且低功耗。
五、外设功耗控制
1. 外设电源管理：合理配置外设电源，如ADC、UART等，在不使用时关闭或降低工作模式。
2. 软件驱动优化：通过编程控制外设的工作模式，例如使用DMA（直接存储器访问）降低CPU负荷。
六、MCU选择
选择低功耗架构的MCU，如ARM Cortex-M0+或M4，它们专为低功耗设计，拥有更优秀的功耗性能比。
七、系统级优化
1. 系统设计考虑：硬件和软件协同设计，减少不必要的功耗。
2. 能量预算：在设计阶段就考虑整体系统的能量消耗，进行能量预算和优化。
MCU低功耗技术涉及多个层面，包括硬件设计、电源管理策略、外设功耗控制以及软件优化等。开发者需要全面考虑这些方面，才能实现真正意义上的低功耗设计。文件“MCU低功耗技术(1)-物联公司-刘昭元.pdf”提供了一手的实践经验，对于理解和应用这些知识具有很高的参考价值。
