【经验】超低功耗MCU ARM EFM32TG11B的IO口驱动能力如何调节

时间： 2020-02-28 来源：世强

技术问答

EFM32TG11B是SILICON LABS公司推出的基于最新ARM Cortex-M0+的超低功耗MCU。正常运行功耗只有37uA/MHz，带RTCC 和 RAM的休眠功耗只有1.30uA。EFM32TG11B的外设资源也非常丰富，除常用的串口、I2C、SPI、ADC、PWM外，还集成DAC、低功耗传感器、段码LCD屏驱动，CAN总线控制器等。工作温度也支持-40 ℃ 至 125 ℃宽温。应用广泛。

图1 EFM32TG11B资源框图

I/O口作为MCU最基本的功能，也是应用最多的功能。EFM32TG11B的I/O口支持输入、输出、中断功能外，还支持调节I/O口的输出强度。EFM32TG11B的I/O口输出强度有1mA和10mA两种驱动能力，默认状态下输出强度是10mA的驱动能力。如果I/O的驱动能力要求不高，1mA可以满足要求，可以调节到1mA的输出强度，减小MCU的功耗，已达到节能的目的。

如何设置EFM32TG11B的I/O口输出强度呢？

EFM32TG11B的I/O口输出强度通过GPIO_Px_CTRL寄存器进行控制。GPIO_Px_CTRL寄存器里有两个位控制，分别为Drive Strength（DRIVESTRENGTH）位和Alternate Drive Strength（DRIVESTRENGTH-ALT）位。使用Drive Strength还是Alternate Drive Strength配置的值取决于I/O口的模式，在手册的“Table 32.1. Pin Configuration”表格中有介绍I/O口的可配置模式，其中支持“Alt Port Ctrl”的模式，使用Alternate Drive Strength配置的值，其余的使用Drive Strength配置的值。这样的好处是同一组端口，比如PA端口，一部分设置为1mA的驱动强度，一部分设置为10mA的驱动强度，设置更灵活。

在程序中设置可以直接调用库函数，对应的头文件是“em_gpio.h”。对应的两个库函数为GPIO_PinModeSet：设置I/O口模式；GPIO_DriveStrengthSet：设置端口输出强度。

例如：

GPIO_DriveStrengthSet (gpioPortD, gpioDriveStrengthWeakAlternateWeak); /* PortD驱动电流为1mA、Alternate模式也为1mA */

GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 7, gpioModePushPullAlternate, 0); /* PD7为Alternate驱动大小的推挽输出 */

GPIO_DriveStrengthSet函数的驱动电流模式参数有4个，对应为：

gpioDriveStrengthWeakAlternateWeak /** GPIO weak 1mA and alternate function weak 1mA. */

gpioDriveStrengthWeakAlternateStrong /** GPIO weak 1mA and alternate function strong 10mA. */

gpioDriveStrengthStrongAlternateWeak /**GPIO strong 10mA and alternate function weak 1mA. */

gpioDriveStrengthStrongAlternateStrong /**GPIO strong 10mA and alternate function strong 10mA. */

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一、低功耗设计。1、首先重点考虑器件选择。主控MCU选择：要选择工作电流小的、带有休眠模式的、带低功耗外设的。比如，推荐Silicon Labs的EFM32JG系列等，EFM32为超低功耗MCU。选用漏电小的电容，比如陶瓷电容。选择压差小的二极管。2、其次，器件参数的选择。比如，上拉电阻、下拉电阻，在不影响功能的前提下，这些值尽量大、从而降低系统功耗。3、电路设计。选择低功耗电路。二、24路温度采集。如果ADC通道少，可以外加模拟多路开关。在模拟多路开关上，推荐圣邦微的SGM4588,资料如下：SGMicro（圣邦微）SGM4588/SGM4589 CMOS模拟多路复用器数据手册三、取电方式。电池取电、经过DCDC供电，可以实现高的电源转换效率。四、均衡电路。暂无均衡电路推荐，不过，如果贵司需要推荐物料，我们可以全力协助。谢谢！

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有成熟支持超声波的MCU或者方案可以借鉴一下吗？

超声波传感器一般是压电式的，需要通过PWM来驱动超声波换能器，但是MCU的IO驱动能力太弱，无法实现直接驱动超声波传感器，所以在电路上一般采用运放或者三极管来驱动器超声波传感器，而MCU则是实现驱动逻辑。所以推荐取Silicon Labs公司生产的超低功耗ARM Cortex-M3 EFM32TM 壁虎(Gecko)MCU系列 EFM32G232F128，可以参考应用案例：https://www.sekorm.com/news/2998.html。或者直接世强元件电商平台上搜索关键词“超声波”，查看相关成功案例。

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C8051F996-GDI Tested Ultra-Low-Power 8 kB Flash Capacitive Sensing MCU Die in Wafer Form

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C8051F92x/F93x Revision G

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产品变更通知及停产信息 - SILICON LABS - Revision G - 11/7/2013 PDF 英文下载