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MCU待机如何实现零功耗?

工程师
2021-01-14 23:56:39    评分

一般MCU的待机功耗完全取决于其本身设计功耗,一般都是uA级,对于绝大多数的应用足够了,但对于一些特殊需要的场合要求待机功耗接近于零,目前只有极少数MCU能做到nA级的睡眠待机电流,但成本极高,这对于成本吃紧的项目来说是一大挑战。那有没有一种既简单低价成本又能实现零功耗的方法呢?当然有啦,要不然你就不会看到这篇文章了。

MCU待机如何实现零功耗?

MCU睡眠功耗uA级

首先,直接上原理图,看着很简单,你没看错就是这么简单。其中Q1和Q2控制MCU供电,MCU需要用2个IO口来控制,其中一个IO1口用来检测按键,用于唤醒,同时也是功能按键,其通过D1和D2与外围电路隔离不受外围电路影响;另一个IO2口用来唤醒开机后输出高电平控制Q2导通来产生类似自锁的效果;R5位按键上拉电阻,MCU有上拉的可以去掉,Q1和Q2也可以用场效应管替代,注意极性。

MCU待机如何实现零功耗?

硬件电路图

具体实现过程如下。首先通电时Q1、Q2都截止,MCU断电,此时没有按按键,那整个电路不消耗任何电流;当有按键按下后,Q1基极拉低导通,MCU上电后单片机启动,然后软件控制IO2口输出高电平进而控制Q2导通,Q1基极保持低电平维持导通,相当于形成自锁,此过程一般mS级足够完成(特殊启动的除外)只要按键时间大于MCU启动时间即可,自锁形成后同时也就可以进行按键功能判断操作了;因为有D1和D2的隔离,之后按键的正常功能操作就不受影响了;如果需要关机,软件执行按键操作后控制IO2口输出低电平使Q2截止,然后Q1也截止,MCU断电进入零功耗状态。

关键零件作用:Q1作为MCU供电开关;Q2主要与Q2组合形成自锁电路,D1防止自锁形成后IO1口被强拉到低电平,按键就会失去作用;D2主要是用来防止MCU断电后,5V电压通过Q1的BE节R2D1流到MCU内部造成功耗甚至是工作。

通常我们会觉得要低功耗就必须要低功耗的单片机,有时候真的需要转个思路去解决问题,使用这个电路后普通的单片机也一样可以做到零功耗,电路虽然不算完美,但对于一些低成本低功耗要求的场合还是挺实用的,大家觉得怎么样,欢迎评论区一起讨论吧。




工程师
2021-01-16 00:00:13    评分
2楼

原来还能这样


助工
2021-01-20 09:57:25    评分
3楼

软件硬件配合还是可以的,如果功能简单,例如遥控器,那待机时间很长的。(功能都在按键的时间内完成了,按键通电,松开断电)



工程师
2021-02-05 23:44:04    评分
4楼

学到了


助工
2021-02-06 21:22:51    评分
5楼

全断电功耗最低!


工程师
2021-02-06 21:29:58    评分
6楼

有条件用这个IC更好!


工程师
2021-02-06 21:37:03    评分
7楼

这样设计,不是完全关机了吗?


工程师
2021-02-17 23:58:37    评分
8楼

电路图设计的蛮不错的


工程师
2021-02-23 09:50:45    评分
9楼


专家
2021-03-01 09:14:05    评分
10楼

等于加了一个开关啊。


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