STC单片机低功耗测试0.1uA
本测试使用的是STC8F2K和SI4463超低功耗射频模块（RF63U）模块名称：RF63U
测试方案：将电流表串入模块电源线，UART接口与计算机连接，通过计算机发送休眠指令使模块进入休眠状态，观察电流表实时电流数据变化。
测试工具：电流表、锂电池、UART转TTL模块
测试步骤
（1）RF63U工作电压范围为2.0~3.6V，故在锂电池上串了两个1N4148二极管；
（2）将电流表串入电源线并切换至uA档；
（3）将模块UART接口与计算机的UART接口连接好；
（4）打开串口调试助手，发送区选择16进制；
（5）给模块上电，此时显示为1024uA，因工作于接收模式时，功耗是10mA左右，超出量程所至。
（6）通过串口调试助手发送休眠指令（16进制）AA BB 01 A0 00 13 19；
（7）电流表显示为0.00uA，似乎哪里不对。因UART接口与计算机连接，计算机的接口的）管脚电平信号馈电足够维持模块工作于休眠模式下，因此我们连接的电池电流消耗此时为0；
（8）断开UART接口与计算机的连接线，仅留下电池、电流表、透传模块组成的最小测试系统，电流表从0.00uA逐渐变大，最后稳定于0.12~0.13uA左右。
关于断开UART接口后电流表逐渐变大的原因分析：当UART接口与模块连接时，模块休眠时所需要电量使用UART接口的馈电已经足够，电池电量消耗为0，故此电流表显示为0.00，当断开UART接口后，因模块上电容中存储有电能，模块开始消耗电容电量，随着电容电量的消耗，不足的电量则通过电池补充，故此电流表由0.00uA~0.12uA是个逐渐变化、最后趋于稳定的过程。
关于电流大小分析：RF63U透传模块主要使用了单片机和SI4463芯片和一些辅助电路，进入休眠模式的本质是单片机控制SI4463进入休眠，然后单片机本身也进入休眠状态。
单片机进入休眠状态时官方给出的电流消耗是0.1uA（100nA），SI4463给出的电流消耗是30nA，故此上面的测试结果0.12~0.13uA（即：120nA~130nA）与理论电流基本相符。
本次测试使用的电流表比较简陋，准确性有待核实，改天用6位半再核实一下。 大家对这个电流表这么感兴趣呢，上传个原理图吧
eevblog的，一块分享
注意别跑题，这个帖子不是专门讨论电流表的
关于STC单片机的低功耗性能和配置方法，希望大家多多交流，占个位哈，省得想修改时没办法 射频无线的低功耗方案也可以顺便交流一下，虽然现在我们国家不缺电，但有些场合还是特别需要低功耗的，而且需求越来越多
好奇一下，什么表可以测量出0.1uA的数值？{:lol:} 4位半的ua档没问题 0.1uA休眠电流，STC达到了MSP430级别了？ 楼主的电流表在哪买 电流表，我在淘宝上找到258元，貌似是个硬件开源的东西 wx-ta 发表于 2019-10-22 00:15
电流表，我在淘宝上找到258元，貌似是个硬件开源的东西
给个链接看哈啥宝贝？ wx-ta 发表于 2019-10-22 00:15
电流表，我在淘宝上找到258元，貌似是个硬件开源的东西
基本的部分是eevblog出品的 确定把UART拔了，还是0.1uA？？？ LZ 应该换个正式点的表测测 布心 发表于 2019-10-22 07:51
确定把UART拔了，还是0.1uA？？？
这个是确定的，因为不拔的话用uA档显示不出来，总是0.00uA lwy86 发表于 2019-10-22 08:07
LZ 应该换个正式点的表测测
确实是应该换个正规的台式表，我们有台6位半，应该精度是足够的
不过基于这个单片机我们已经做了低功耗传感器采发仪，带无线唤醒功能，一节电池用几年是没有问题的（自放电比较低的一次性电池）
岩土、土木工程领域安全监测
wincom 发表于 2019-10-22 08:34
确实是应该换个正规的台式表，我们有台6位半，应该精度是足够的
不过基于这个单片机我们已经做了低功耗传 ...
你的设计能自组网，定时唤醒吗？
jqfsjt 发表于 2019-10-22 09:06
你的设计能自组网，定时唤醒吗？
可以组网，有自动唤醒功能
原理比较Low，每隔几秒“醒”一次，检测有没有收到唤醒数据，若有则“真正被唤醒”，若没有则继续休眠，等待几秒后再侦听。
在被唤醒后长时间没有通讯时，再次休眠。这些工作逻辑完全由单片机控制。
我们另一个设计NLM300，使用了Lora，有专门的侦听工作模式的，其实原理基本上是一样的。 wincom 发表于 2019-10-22 09:13
可以组网，有自动唤醒功能
原理比较Low，每隔几秒“醒”一次，检测有没有收到唤醒数据，若有则“真正被唤 ...
有产品的介绍资料吗？ 看样子大家都对电流表感兴趣。哈哈。 关于STC的低功耗
不少人一提起STC单片机就觉得什么性能都不好，其实不是这样的
打个比方，运动会上都在比谁跑得更快，跑得快或者最快确实是很难的，大家都在追求速度，但做为一种动物来说，跑得快只是无数特性中的一种，比谁更快很难，但若要比谁吃得更少，我想这不是太难的事
低功耗不是什么尖端技术（nA级的除外），做到工程需要的uA级是很平常的，所以只要在设计时考虑到功耗问题的单片机，都没有问题的，
我们提到低功耗，全是用MSP单片机来说事儿？可对于一个产品来说，功耗的消耗往往不是单片机，而是除单片机以外的其它电路，恰恰是与我们设计有关的电路部分，相对于这些电路消耗的能量来说，单片机休眠时消耗的能量基本可以被忽略的
我想这是为什么低功耗产品不全是MSP的原因。
我们做野外无人值守监测设备的，一开始也是MSP，后来不断的有工程师使用其它单片机，现在反倒是MSP基本不用了，STM和LPC、STC为主了，配合合适的工作流程，平时也就3uA、5uA左右，太阳能供电，足够足够的了。
对我们工程来说，单片机是1uA或者1nA，没有区别，对产品整体功耗而言，都是可以被忽略不计的能量。 楼主有几点请教下，
1. 硬件电路上。SI4463 的32M晶体 没有电容吗？
2. 整个电路在等待唤醒数据 时， SI4463 是处在什么模式下？ 如果在接收状态下，电流应该有10mA 才对吧。 测试用的射频模块的介绍资料，有需要的下载吧，真的要跑题，坛主不会有什么想法吧
mPiDDR 发表于 2019-10-22 09:31
楼主有几点请教下，
1. 硬件电路上。SI4463 的32M晶体 没有电容吗？
2. 整个电路在等待唤醒数据 时， SI446 ...
这是个功耗需求和工作逻辑的问题
4463休眠就是休眠，不接收，每间隔几秒醒一下（瞬间的接收模式）
所以要唤醒它，要连续发几秒的唤醒指令，被唤醒的模块会在“瞬间的接收模式”时收到唤醒指令的，应答，唤醒，等待其它指令，若超时无指令继续休眠......
0.1uA是挺小的了，唤醒有rtc吗 这个型号的单片机里面内置了个不太准确的唤醒定时器，可以设置为0~16秒左右。
顺便说一下，上面的测试是没有打开唤醒定时器的，那个定时器会消耗0.5uA的电流（具体看一下手册吧，我记不太清楚了）
看需要吧，有些应用是不需要定时唤醒的，比如我们有个测量脉冲数量的产品，用外部中断唤醒就可以了
wincom 发表于 2019-10-22 09:33
测试用的射频模块的介绍资料，有需要的下载吧，真的要跑题，坛主不会有什么想法吧
...
我以为这个模块的电路设计是你做的呢。
唤醒模式，确实高明。
Pupil 发表于 2019-10-22 10:00
0.1uA是挺小的了，唤醒有rtc吗
看了一下调试记录
休眠状态（不开定时唤醒定时器）：0.12uA
休眠状态（开启定时唤醒定时器）：1.93uA
也就是定时唤醒定时器功耗大约是1.8uA，有点大了 mPiDDR 发表于 2019-10-22 10:06
我以为这个模块的电路设计是你做的呢。
唤醒模式，确实高明。
是我们自己做的，没错 刚新公司接手做的射频模块+stc单片机 0.5ua。。。。看了低功耗还没搞好啊 nade 发表于 2019-10-22 10:30
刚新公司接手做的射频模块+stc单片机 0.5ua。。。。看了低功耗还没搞好啊
1uA以内的功耗，很多时候已经不是设计的问题了，和生产也有关系，我们手工焊接的普遍不如贴片出来的功耗低 wincom 发表于 2019-10-22 10:36
1uA以内的功耗，很多时候已经不是设计的问题了，和生产也有关系，我们手工焊接的普遍不如贴片出来的功耗 ...
你这个低功耗应该是掉电模式吧。 xunke 发表于 2019-10-22 14:40
你这个低功耗应该是掉电模式吧。
是掉电模式
STC8F2K
本帖最后由 XTXB 于 2019-10-23 16:15 编辑
wincom 发表于 2019-10-22 10:36
1uA以内的功耗，很多时候已经不是设计的问题了，和生产也有关系，我们手工焊接的普遍不如贴片出来的功耗 ...
之前做个产品，3v供电，正常待机不超过2微安，用裸手摸一下就多了几个微安，要戴手套操作才行。 XTXB 发表于 2019-10-23 16:14
之前做个产品，3v供电，正常待机不超过2微安，用裸手摸一下就多了几个微安，要戴手套操作才行。 ...
stc啥型号的? stc15w4k56 STC单片机做低功耗产品是没问题的
我们用这个做了SI4633、Lora、无线传感器节点模块，最近又做了一个墙体裂缝监测预警仪器
大家一起学习：） 建议电源线串小电阻测测电压算出来电流，电流表多少有些内阻，直接测电流不是特准 确定不是来炫耀电流表的？ FireBrain 发表于 2019-11-6 08:29
确定不是来炫耀电流表的？
不要开玩笑啊，我不做电流表。无偿无私的宣传一下STC的低功耗 wincom 发表于 2019-11-6 09:04
不要开玩笑啊，我不做电流表。无偿无私的宣传一下STC的低功耗
精度怎么样，对可穿戴低功耗感兴趣，可能需要个精度高的的电流表 这个低功耗指标大部分场合都足够用了 xmm 发表于 2019-10-21 23:30
0.1uA休眠电流，STC达到了MSP430级别了？
2003年批量的STC89C系列就达到了啦，之后的STC10、11、12、15系列一直保持休眠电流0.1uA以下，但是开启唤醒定时器会有3~5uA电流。
STC8系列不关闭内部的LED，睡眠是1.6uA，关闭了LDO就是0.1uA以下。 小李非刀 发表于 2019-11-7 22:23
2003年批量的STC89C系列就达到了啦，之后的STC10、11、12、15系列一直保持休眠电流0.1uA以下，但是开启唤 ...
引用楼主 在27楼的测试数据：休眠状态（开启定时唤醒定时器）：1.93uA
这个定时的精度高吗？也即是这个情况下的时钟源精度高吗？精度 为多少？ 这个0.1uA的电流下RAM是保持的吗？ 夏日么么茶 发表于 2019-11-7 23:52
这个0.1uA的电流下RAM是保持的吗？
是保持的，醒过来后代码继续 这个确实不错 和我之前测试的数据差不多哈 zhuyuye 发表于 2019-11-9 13:41
和我之前测试的数据差不多哈
做什么样的低功耗产品？ 不错，低功耗技术是很值得研究 这么牛？ kkey 发表于 2019-11-11 23:53
不错，低功耗技术是很值得研究
是的是的，一起研究 retention 发表于 2019-11-7 22:47
引用楼主 在27楼的测试数据：休眠状态（开启定时唤醒定时器）：1.93uA
这个定时的精度高吗？也即是这个 ...
唤醒定时器的时钟是简单低功耗振荡器，精度很差的，工作电压影响很大，一般会到+-20%甚至更大，只要用于大概的唤醒。 夏日么么茶 发表于 2019-11-7 23:52
这个0.1uA的电流下RAM是保持的吗？
STC的MCU在睡眠后，所有的寄存器内容、SRAM内容、PC指针、IO输出状态都不改变，醒来后从睡眠的地方继续运行。 小李非刀 发表于 2019-11-27 12:14
STC的MCU在睡眠后，所有的寄存器内容、SRAM内容、PC指针、IO输出状态都不改变，醒来后从睡眠的地方继续运 ...
刀哥回答准确到位{:smile:} 用过STC15L MCU做过低功耗4UA已经能满足要求了，0.1UA 有这么低么 FESENS 发表于 2019-11-29 10:24
用过STC15L MCU做过低功耗4UA已经能满足要求了，0.1UA 有这么低么
呵呵，确实是的，我觉得10uA以内的话从应用角度来说都基本能满足要求，0.1uA只是我想验证一下到底能低到什么程度
0.1uA时我没有开定时唤醒，但可以外部中断或者UART唤醒，也是有应用价值的。
我们实际的一个射频小模块产品，用了定时器，最后是休眠3uA左右。 串口线都还在，你这怕是测的有问题 LZ测试方法有问题，串口TX高电平也会给电路板供电的
把串口拔掉在侧
（发现LZ已经发了同样问题了） STC的单片机，功能比较简单，就是定时唤醒和触发中断唤醒，对速度一点要求都没有，能做到多少电流？谢谢
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