武漢芯源半導(dǎo)體32位低功耗CW32L083系列產(chǎn)品非常適合各種小、中型電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域,比如醫(yī)療和手持設(shè)備、PC外圍設(shè)備、游戲設(shè)備、運(yùn)動(dòng)裝備、報(bào)警系統(tǒng)、智能門鎖、有線和無(wú)線傳感器模塊、表計(jì)等產(chǎn)品。
CW32L083集成了主頻高達(dá)64MHz的ARM Cortex-M0+ 內(nèi)核、最多256KB FLASH 、最多 24KB RAM、最多87路GPIO,以及一系列增強(qiáng)型外設(shè)。外設(shè)主要包括:1路12位ADC,6路UART、2路SPI、2路IIC以及多路定時(shí)器等功能模塊,相較其他系列產(chǎn)品CW32L083系列還新增了1路低功耗定時(shí)器(LPTIM)、最多8×52段LCD段碼液晶驅(qū)動(dòng)器、真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(TRNG)、高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)模塊(AES)等數(shù)字模塊。
適用于對(duì)FLASH、RAM、GPIO等資源需求較大,且有LCD顯示、低功耗要求的應(yīng)用場(chǎng)合,列目前可提供LQFP64、LQFP80、LQFP100三種封裝形式。
一 CW32L083系列主要功能
二 CW32L083系列的低功耗優(yōu)勢(shì)
1.深度休眠模式0.6uA
CW32L083系列產(chǎn)品在深度休眠模式下電流只有0.6uA(所有時(shí)鐘關(guān)閉,上電復(fù)位有效,IO狀態(tài)保持,IO中斷有效,所有寄存器、RAM和CPU數(shù)據(jù)保存狀態(tài)時(shí)的功耗),極大程度上降低了工作功耗,能使電池供電應(yīng)用更廣泛,延長(zhǎng)了電池待機(jī)時(shí)間,在運(yùn)行模式下(代碼自FLASH中運(yùn)行),功耗也僅為115uA/MHz。
2.4us超低功耗喚醒時(shí)間
在實(shí)測(cè)中,CW32L083系列超低功耗喚醒時(shí)間僅需4us,使模式切換更加靈活高效,系統(tǒng)反應(yīng)更為敏捷,表現(xiàn)非常亮眼。同時(shí)CW32L083 可以在-40℃~85℃的溫度范圍內(nèi)工作,且具有寬供電電壓1.65V ~ 5.5V。極大程度滿足用戶各種使用環(huán)境。
三 CW32L083低功耗模式工作原理
CW32系列芯片支持3種工作模式,運(yùn)行模式、休眠模式以及深度休眠模式。這里以CW32L083為例介紹低功耗模式的特性。
MCU上電以后,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行模式,可以通過(guò)軟件配置,進(jìn)入休眠或者深度休眠兩種低功耗模式,進(jìn)入低功耗運(yùn)行狀態(tài)后,可以通過(guò)外設(shè)中斷觸發(fā)喚醒機(jī)制,使得系統(tǒng)返回到運(yùn)行模式,三種工作模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制如下圖所示:
三種工作模式
1 |
運(yùn)行模式 (Active mode) |
運(yùn)行模式下 CPU 正常運(yùn)行,所有模塊用戶均可正常使用。 |
2 | 休眠模式(Sleep mode) | 休眠模式下,CPU 停止運(yùn)行,所有外設(shè)不受影響,所有I/O引腳保持狀態(tài)不變。 |
3 |
深度休眠模式 (DeepSleep mode) |
深度休眠模式下,CPU停止運(yùn)行,高速時(shí)鐘(HSE、HSIOSC)自動(dòng)關(guān)閉,低速時(shí)鐘(LSE、 LSI、RC10K、RC150K)保持原狀態(tài)不變。深度休眠模式的功耗遠(yuǎn)小于休眠模式。 |
進(jìn)入休眠:
CW32L083可以使用等待中斷專用指令,WFI(Wait for Interrupt),配合系統(tǒng)控制寄存器(SCR, System Control Register)的SLEEPONEXIT和SLEEPDEEP位域,可實(shí)現(xiàn)立即進(jìn)入或退出(中斷服務(wù)程序)時(shí)進(jìn)入休眠模式或深度休眠模式。
? 立即進(jìn)入
執(zhí)行WFI指令,MCU將立即進(jìn)入休眠模式(SLEEPDEEP為0時(shí))或深度休眠模式(SLEEPDEEP為1時(shí))
? 退出時(shí)進(jìn)入
將SLEEPONEXIT位置1,當(dāng)退出最低優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序后,MCU會(huì)進(jìn)入休眠模式(SLEEPDEEP為0時(shí))或深度休眠模式(SLEEPDEEP為 1時(shí)),而不需執(zhí)行WFI指令 。
注:在深度休眠模式下,系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉高速時(shí)鐘,如果需要在深度休眠模式下使部分外設(shè)仍保持運(yùn)行,則需要在進(jìn)入深度休眠模式前,啟動(dòng)相應(yīng)的低速時(shí)鐘并將該外設(shè)時(shí)鐘設(shè)置為此低速時(shí)鐘。
休眠喚醒:
在休眠模式或深度休眠模式下,均可通過(guò)中斷來(lái)喚醒CPU,返回到運(yùn)行模式。如果用戶在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行WFI命令進(jìn)入休眠(包括深度休眠),則需要比此中斷更高優(yōu)先級(jí)的中斷才能喚醒CPU,因此,強(qiáng)烈建議在準(zhǔn)備進(jìn)入休眠前,應(yīng)先處理完所有中斷服務(wù)程序,并且清除所有中斷請(qǐng)求和中斷標(biāo)志。
使用中斷退出休眠模式,用戶必須在進(jìn)入休眠(包括深度休眠)前使能此中斷的允許位。
中斷喚醒退出休眠模式后,CPU 將立即進(jìn)入此中斷的中斷服務(wù)程序。如果用戶未設(shè)置此中斷服務(wù)程序,且為立即進(jìn)入休眠時(shí):CPU 將繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)入休眠的 WFI 指令的下一條語(yǔ)句;而為退出時(shí)進(jìn)入休眠時(shí):繼續(xù)執(zhí)行最后進(jìn)入的中斷服務(wù)程序的下一條語(yǔ)句。一般情況下,基于系統(tǒng)可靠性考慮,強(qiáng)烈建議用戶設(shè)置此中斷的服務(wù)程序,并在中斷服務(wù)程序中清除中斷請(qǐng)求和中斷標(biāo)志。
中斷喚醒退出深度休眠模式時(shí),CPU 運(yùn)行狀態(tài)與退出休眠模式相同。深度休眠模式下系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉高速時(shí)鐘,在退出深度休眠時(shí),CW32L083 為用戶額外增加了一種系統(tǒng)時(shí)鐘選擇,用戶既可以選擇繼續(xù)使用進(jìn)入深度休眠時(shí)使用的時(shí)鐘,也可選擇 HSI 作為系統(tǒng)時(shí)鐘。配置系統(tǒng)控制寄存器SYSCTRL_CR2 的 WAKEUPCLK 位域?yàn)?1,則在中斷喚醒退出深度休眠模式后自動(dòng)使用內(nèi)部高速時(shí)鐘 HSI 作為系統(tǒng)時(shí)鐘,由于 HSI 時(shí)鐘的恢復(fù)時(shí)間比 HSE 更快,從而可以加速系統(tǒng)喚醒。
四 以下是配置進(jìn)入低功耗模式時(shí)所需注意的事項(xiàng)
建議芯片上電復(fù)位之后先延時(shí)一定時(shí)間,再根據(jù)情況進(jìn)入低功耗模式,避免出現(xiàn)上電就進(jìn)入低功耗模式,而無(wú)法燒錄程序的情況。
系統(tǒng)可以配置從Deepsleep喚醒后,系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)源是HSI還是進(jìn)入休眠前的時(shí)鐘。
系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式,端口狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變,此時(shí)需要客戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)配置端口狀態(tài)來(lái)達(dá)到理想的功耗值,未用端口建議配置為模擬模式。
其他的RTC等低功耗運(yùn)行模塊因在深度休眠下高速時(shí)鐘停止運(yùn)行,所以如果需要在深度休眠模式下運(yùn)行RTC等模塊,需配置模塊時(shí)鐘源為L(zhǎng)SI或LSE。
好了,這期L083的低功耗原理,我們大概講完了,下期我們將來(lái)用CW32L083的開(kāi)發(fā)板編程來(lái)分析低功耗功能的實(shí)現(xiàn)。
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原文標(biāo)題:CW32L083低功耗芯片特性——以CW32L083VXTX評(píng)估板為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行低功耗測(cè)試系列實(shí)驗(yàn)講解(3)
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