【经验】EFM32低功耗32位MCU在IoT应用中的电源模式管理使用经验

时间： 2019-07-03 来源：世强

技术问答

5G大规模商用在即，下个时代必将是硬件的时代，成千上万个IOT设备将走进人们的生活。从你早上起床的台灯，刷牙的牙刷到你出行的汽车上，每天使用的MCU超过上百个，MCU无形中消耗了绝大多数电能。因此想要设计出低功耗的IOT设备，MCU的选型是关键。EFM32系列是SILICON LABS推出的高性能，节能型32位MCU，主要面对低功耗MCU市场，具备多种节能模式。本文将介绍如何使用EFM32来进行低功耗IOT应用开发。

图1.无处不在的硬件，无处不在的MCU

EFM32具备EM0-EM4 5种能量模式如表1。EM0为运行态，消耗的电流为114μA/MHz，所有外设均开启。EM1为睡眠态，关闭了CPU，消耗的电流为48μA/MHz。EM2为深度睡眠态，在EM1的基础上关闭了部分高频外围设备，消耗电流降低到了0.9μA。EM3为停止态，关闭了部分高频和低频外设，消耗的电流为0.5μA。EM4为关断态，彻底关断了高频外设和CPU，仅仅保留了IO的唤醒功能，和部分低频、异步外设，消耗的电流低至20nA。EFM32睡眠越深，消耗的能量就越少，即使处于深度睡眠的状态，EFM32仍然具备快速唤醒功能。

表1.EFM32低功耗32位MCU的5种能量模式

使用EFM32低功耗32位MCU来进行低功耗IOT应用开发的核心是基于事件的编程方法。在设计程序时，我们尽量不要在main的while循环里使用EM0状态，这样会使得EFM32处于长时间的等待和空运行状态。相反，将触发信号放在中断程序中读取，在main的while循环中，将EFM32设置成睡眠状态，凭借EFM32 的超快响应与唤醒速度，基本不会影响程序功能，优点是极大的降低功耗。以70MHz的工作频率，20%的触发率为例，EM3状态将会比EM0状态节省约80%的功耗。

EFM32还有在面向电阻传感应用时，还有一个强大Lesense外围设备来节省功耗。Lesense最多可以监控16个传感器，并且在需要的时候才会开启ADC进行测量，相当于增加了一个阈值触发的功能，另外Lesense可以加快MCU从睡眠状态唤醒的时间。其内部的工作原理如图2。关于Lesense的详细应用请参考笔者的另一篇文章：【经验】如何使用EFM32 MCU低功耗传感器接口LESENSE来进行电阻测量？

图2.Lesense工作原理

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