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STM32U5低功耗测试

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小萝卜啦啦啦 发布时间:2023-2-3 11:16
  今天我们来测试一下STM32U5的低功耗特性3 S% i' B+ {3 a- s$ k
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- j: b! O- j# U% g8 o2 b2 f6 ]3 U- N$ u
  首先需要准备好一下软件及资源:STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer、Keil、STM32CubeMX中U5的Packge、Keil中U5的Packge等。这里就不再赘述软件及packge的安装了
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) @* T4 |3 u+ q8 \

$ L6 `  h2 p- k) s( y, K& y; H一.理论知识
3 _3 G* Y9 e" T# Y2 E  在开始测试前,我们需要准备一些理论知识。; ?* R2 S$ [  V- Y7 L
  根据ST官方文档《DB4380》介绍,STM32U5这颗芯片共有8种运行模式,分别是Run、Sleep、Stop 0、Stop 1、Stop 2、Stop 3、Standby、Shutdown(可以在3.9 Power supply management章节中找到),在文档的最开始也列举了一些模式下的工作电流,如下图所示
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: b$ k. _- d9 e9 I. V. w4 ]  接下来需要看一下开发板的相关资料,了解一下各个跳帽和引脚,看一下我应该怎么样去测量电流。在文档《UM2861》中的5.2章节中有讲到“JP5”这个跳帽,他的名字叫“IDD measurement”,该跳帽默认状态下是连接的,使得MCU可以从板卡上取电。也可以去掉跳帽,使用外部的电源(3.3V或1.8V)对MCU供电,也可以串联一个电流表,这样就可以测量MCU消耗的电流了。8 G" T+ @% K5 M0 `4 [/ t
2.png : R- ~0 @( v" R
  这样目标就明确了,编写一个让MCU进入各个工作模式的代码,然后在JP5上串联一个电流表,测试工作电流是否和文档中描述的一致% ?& M6 p$ K; T1 G$ r: k
二.实战7 g- o& {1 y+ @1 R
  打开CUBEMX,点击“ACCESS TO MCU SELECTOR”我们从芯片开始。因为从开发板开始会预先配置好开发板上的LED、晶振、按键等外设,但是这些外设在今天的测试中不会用到。7 k7 t6 Y. O# f5 b2 V

& F% R* T  k) M2 D& u 3.png # A% Q4 R6 q1 g3 N( k5 X" J# \' o
  然后通过添加筛选条件,找到我们开发板使用的芯片型号:STM32U575ZIT6Q,开始工程: R2 R, e4 a+ h/ s7 t: D
4.png " U: C, p. H! {. k) Z! q6 g
  选择不使用TrustZone8 K' f2 P1 m( ^8 q9 M
5.png
8 U7 A) V0 n5 Q+ Y  r- }  打开工程后我们不配置任何东西,仅仅修改PWR中的该参数从LDO改成SMPS。STM32U5内部有2种电源可以配置,分别为LDO和SMPS。使用SMPS可以带来更低的功耗(但是貌似会带来一定的干扰,我记得之前曾经在那边看到过,但是记不得是哪本手册了), r3 H. [0 _& E/ H' W0 q
6.png
: \5 @( \) |9 @6 @& K
  然后生成KEIL工程
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  进入keil工程后,在main函数中增加2句话。让MCU上电完成初始化后,等待5S,然后进入standby模式。
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, V3 Y' _$ D) |/ s5 k7 H
  编译烧录,串联好电流表,测量电流。
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  我测量到的数据是0.6uA,与手册上描述的三四百nA还有点差距。但是这个功耗结果还是非常不错的,作为一颗可以运行带160Mhz的MUC,这样的standby功耗我觉得还挺好的。
  至于测量结果便大,我分析有4个可能性。
①测量设备硬件原因。电流表精度不足,我这万用表最小精度为0.1uA,不是nA级的,很有可能产生一些误差。并且连接的线材是自制的,可能线材不达标。
②外部环境,手册中的测量结果是在规定环境中测量得到的,现在冬天温度比较低,可能造成了影响。
③程序问题。在进入低功耗之前是不是漏了手动关闭某些东西的操作,或者cubemx中配置有问题,导致多耗能源。
④开发板硬件问题。开发板上有LED、按键、晶振等外设,配置电阻默认都是连接MCU的,会不会是这些器件导致的耗电。
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如果有懂行的大佬,欢迎在帖子下方留言交流。

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赞 收藏 评论3 发布时间:2023-2-3 11:16

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3个回答
shenxiaolin_mai 回答时间:2023-2-5 22:07:05

不错不错,非常不错的测试

zyqss 回答时间:2025-5-15 11:44:37

请问你的电源是多少,频率是多少呢? 是160MHz嘛,我现在4MHz在进入standby都有0.8ma的电流,这是为什么都不在一个数量级了

小萝卜啦啦啦 回答时间:2025-5-20 15:21:17

<br /> <br />

电源就是5V USB数据线给整个板子供电,板子上我记得应该是一个LDO,5V转3.3V给MCU供电。这边测量的电流是MCU最小系统的电流,所有外设都是不通过这里的。频率的话我不记得了,但是这个休眠电流和频率好像没什么影响吧,他睡觉时CPU都停掉了,频率只会影响芯片醒着的时候的电流

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