在可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)終端等應(yīng)用中，功耗是非常重要和苛刻的一個設(shè)計考量，這就需要工程師選用低功耗MCU等電子器件，以提高設(shè)備的續(xù)航時間。那么，什么是低功耗MCU呢？

簡單來講，就是支持低功耗模式的MCU，這就要求工程師在低功耗、短啟動時間和多種喚醒事件之間進行平衡，為自己的設(shè)計方案選擇一個合適的MCU。以下以MM32F003為例進行說明。

1. 低功耗模式

MM32F003支持睡眠、停機和待機模式，可以在要求低功耗、短啟動時間和多種喚醒事件之間達到最佳的平衡。在系統(tǒng)或電源復(fù)位以后，MCU就一直處于運行狀態(tài)。這時的時鐘源為CPU提供時鐘，內(nèi)核執(zhí)行程序代碼。當(dāng)CPU不需繼續(xù)運行時，可以利用多個低功耗模式來降低功耗，例如等待某個外部事件時。

（1）睡眠模式

在睡眠模式，只有CPU停止，所有外設(shè)處于工作狀態(tài)并可在發(fā)生中斷/事件時喚醒CPU。

（2）停機模式

在保持SRAM和寄存器內(nèi)容不丟失的情況下，停機模式可以達到最低的電能消耗。在停機模式下，停止所有內(nèi)部1.8V部分的供電，PLL、HSI的振蕩器和HSE晶體振蕩器被關(guān)閉，調(diào)壓器可以被置于普通模式或低功耗模式。

可以通過任一配置成EXTI的信號把MCU從停機模式中喚醒，EXTI信號可以是16個外部I/O口之一、PVD的輸出的喚醒信號。

（3）待機模式

待機模式可實現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗。該模式是在CPU深睡眠模式時關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)器，內(nèi)部所有的1.5V部分的供電區(qū)域被斷開，HSI和HSE振蕩器也都關(guān)閉?？梢酝ㄟ^WKUP引腳的上升沿、NRST引腳的外部復(fù)位、IWDG復(fù)位喚醒或者看門狗定時器喚醒不復(fù)位。

有兩種方式進入待機模式，可以通過設(shè)置獨立的控制位，選擇以下待機模式的功能：
（1）獨立看門狗(IWDG)：可通過寫入看門狗的鍵寄存器或硬件選擇來啟動IWDG。一旦啟動了獨立看門狗，除了系統(tǒng)復(fù)位，它不能再被停止。
（2）內(nèi)部振蕩器(LSI振蕩器)：通過控制/狀態(tài)寄存器(RCC_CSR)的LSION位來設(shè)置。

在進入待機模式后，除了被用于喚醒I/O，其余I/O都進入高阻態(tài)，而從待機模式喚醒后，相當(dāng)于復(fù)位MM32芯片，程序重新從頭開始執(zhí)行，SRAM和寄存器的內(nèi)容將被丟失。

2. 電流消耗實測

電流消耗是多種參數(shù)和因素的綜合指標，這些參數(shù)和因素包括工作電壓、環(huán)境溫度、I/O引腳的負載、產(chǎn)品的軟件配置、工作頻率、I/O腳的翻轉(zhuǎn)速率、程序在存儲器中的位置以及執(zhí)行的代碼等。

（1）停機和待機模式最大電流消耗

表中是MM32F003處于下列條件時的數(shù)值：
（1）所有的I/O引腳都處于輸入模式，并連接到一個靜態(tài)電平上—VDD，或VSS(無負載)。
（2）所有的外設(shè)都處于關(guān)閉狀態(tài)，除非特別說明。
（3）閃存存儲器的訪問時間調(diào)整到fHCLK的頻率(0 ～ 24MHz時為 0 個等待周期, 24～48MHz時為1個等待周期)。
（4）指令預(yù)取功能開啟。當(dāng)開啟外設(shè)時：fPCLK1 = fHCLK。

（2）運行模式下的最大電流消耗

表中是MM32F003處于下列條件時的數(shù)值：
（1）所有的I/O引腳都處于輸入模式，并連接到一個靜態(tài)電平上—VDD或VSS(無負載)。
（2）所有的外設(shè)都處于關(guān)閉狀態(tài)，除非特別說明。
（3）閃存存儲器的訪問時間調(diào)整到fHCLK的頻率(0～24MHz時為0個等待周期, 24～48MHz時為1個等待周期)。
（4）指令預(yù)取功能開啟。當(dāng)開啟外設(shè)時：fPCLK1 = fHCLK。

使用HSI振蕩器，MM32F003從睡眠模式喚醒時間不超過4.2μs，從停機模式喚醒時間<12μs，從待機模式喚醒時間<230μs。