前後臺系統的低功耗程式設計思想 STM8平台

2021-09-30 10:53:21 字數 1751 閱讀 2668

工作之後接觸了「低功耗」,開始搜尋各種各樣的低功耗mcu。網路是乙個非常自由的地方,你總可以看到各種關於哪個mcu功耗更低的論戰,在這些論戰中我查閱了幾乎所有低功耗mcu的特性,例如msp430、efm32還有stm32l等,網路論戰的核心便是哪款mcu的休眠電流更低。看多了資料我便發現,這些低功耗的mcu如何使用,低功耗mcu的程式編寫和普通mcu程式設計有什麼區別。

帶著這些疑問我繼續品味關於低功耗mcu的」論戰「,直到我購買了《msp430系列微控制器系統工程設計與實踐》。在該書中提到了低功耗mcu程式設計的基本思想,大致可以總結為:

1.善用節拍

2.消除阻塞

下面就結合stm8談談如何實踐以上兩點。(雖然stm8並不是嚴格意義上的低功耗mcu,但是只要有低功耗指令的mcu都可以使用以上兩點,發揮它的低功耗特性)

定時休眠是低功耗mcu常用的手段,定時休眠便是讓mcu先休眠再工作,在休眠和工作之間不停轉換。stm8有多種低功耗方式,例如等待模式便是其中的一種,等待模式時僅mcu停止工作,其他外設可正常工作。使用等待模式可以保證定時器或uart等可以正常的進入中斷。當然也可以使用停止模式進一步降低功耗,在這裡則使用等待模式做乙個「方法性質」的說明。

圖1 前後臺系統中的低功耗節拍

可以這樣理解,定時進入低功耗模式也可以理解為乙個任務,這個「任務」會阻塞cpu使得其他任務無法得到執行,但這並不是真正意義的阻塞cpu,而是使得cpu停止只能通過定時器中斷才可以退出該」任務「。實現部分的**如下:

void main(void)

}void enter_waitmode(void)

}interrupt_handler(tim4_upd_ovf_irqhandler, 23)

以上****現了waitflag標誌位,該標誌位出現在enter_waitmode函式和tim4_upd_ovf_irqhandler中斷中,該標誌位的作用是保證喚醒cpu繼續工作的一定是定時器4溢位中斷,其他中斷例如uart接收中斷則不能使cpu重新執行。stm8的等待模式和定時器4溢位中斷組成了低功耗節拍」任務「。

從上文的分析可以看出,在整個的執行週期中總是希望低功耗任務所佔的比重大(從時間角度切入),其他任務所佔的比重小。那麼其他任務應該儘量減少對cpu的占用,例如實現led間隔閃爍便可使用以下**:

void led_process(void)

}

由於led_process在低功耗任務之後執行,而低功耗任務所占用cpu的時間為固定時間——定時器4溢位週期,也就意味著led任務的呼叫週期為1ms,利用該特性可以結合乙個計數變數ledcounter實現led閃爍功能,當然更複雜的時序可以通過有限狀態機實現。

節拍執行和消除阻塞算是低功耗mcu程式設計的基本思想,理解了低功耗mcu程式設計的基本思路那麼不是低功耗的mcu也可以用來開發出低功耗應用。前段時間上tb檢視mcu的**,stm8的**真的把我嚇了一跳,自己也購置了stm8開發板,結合低功耗方法於是總結了該文章。

工程**分享

若結合作業系統實現低功耗,請參考以下

博文未來的安排——嘗試一下stm8和si4432如何!

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