在NXP的LPC55S69单片机上了解六种功率模式的最大效率

在寻找合适的微控制器时，了解其所有关键特性以确保在任何项目中正确执行是很重要的。幸运的是，市场上有许多微控制器提供各种功能来满足苛刻的应用程序的需求。NXP的LPC5500系列微控制器可以应用于许多现实世界的应用，包括工业和商业，提供功耗优势，这将在本文中讨论。


之前的一篇文章中,利用LPC55S16-EVK工业应用LPC5500系列微控制器的另一个成员LPC55S16 MCU的功耗和时钟速度，由于其多种接口选择，对于工业应用是一个有用的板。本文探讨了LPC55S69beplay体育下载不了的电源轨道和电源模式，并研究了这些模式在各种应用中对单片机的影响。

图1所示。NXP的LPC55S69-EVK

LPC55S69单片机有多少电流?

超高效的40nm闪存技术，结合独特的架构，使得LPC55S69器件只消耗约32µa /MHz成为可能。因此，当芯片工作在150mhz的最大频率时，理论上应该只消耗大约4.8mA。然而，这是在假设代码运行在RAM中并且应用程序高度优化的情况下进行的。实际上，在许多情况下，电流消耗将在10mA左右。

在确定MCU的功耗之前，看看它的电源供应是很重要的。在LPC55S69设备上，它的组织如图2所示。

图2。LPC55S69设备电源的组织。

在上图中用红色圆圈标记了这个实验感兴趣的两个功率轨道。VDD是驱动所有GPIO引脚的电源，而VBAT_PMU和VBAT_DCDC rails构成驱动芯片逻辑的主要电源。因此，必须考虑所有这些轨道的综合电流消耗，以找到MCU在现实环境中绘制的总体电流。

运行时最大时钟速度为150MHz，组合电流约为7.54mA。考虑到单片机的时钟，该芯片的电流消耗约为50µa /MHz。

即使有比理论上可能的略高的电流消耗，MCU需要很少的电力来运行，特别是考虑到它运行在150MHz。当代码被优化、从RAM中执行，以及使用更精确的测量设备时，结果可能会有很大的不同。

这些特性使得LPC55S69单片机非常适合所有需要强大处理能力和效率的场景。

LPC55S69单片机的电源模式

为了进一步降低MCU的功耗，LPC55S69支持6种功耗模式，使芯片的某些部分失效，从而节省功耗。为了演示不同的功率模式如何影响使用LPC55S69单片机的Okdo E1开发板，使用了图3所示的设置。

图3。用于演示不同电源模式如何影响Okdo E1开发板的设置。

一枚200mAH CR2032投币电池直接连接到开发板的VDD_TARGET引脚上为其供电。除此之外，它还与一个小型电子墨水显示器相连，该显示器将输出微控制器的时钟速度。一个演示应用程序管理LPC55S69设备所在的电源模式。使用Okdo E1板右侧的唤醒按钮可以改变模式。

使用这种设置，将微控制器置于不同的功率模式，下表突出显示了每种模式下的测量电流:

注意，测量的电流包括连接到Okdo E1板的所有外设。

在全速模式下，MCU工作频率高达150mhz。因此，这种模式最适合需要快速处理的应用程序，而能效并不是最重要的。

运行模式将把MCU的时钟频率降低到12mhz，这有助于降低功耗，同时在执行复杂计算时仍然确保快速响应时间。这种模式很好地混合了处理能力和效率。

第一种低功耗模式是睡眠模式——将其想象为微控制器的午睡模式，核心时钟停止，但所有外设仍在运行。由于本实验的设置主要由外设组成，因此从运行模式切换到第一睡眠模式时，电流消耗的改善相当小。在这个演示中，可以使用Okdo E1板上的一个用户按钮来唤醒MCU。

在深度睡眠模式下，内核像睡眠模式一样停止。然而，在这里，许多外围设备也会关闭，以减少系统的当前消耗。按下用户按钮将再次唤醒MCU。

down模式通过关闭DCDC转换器、关闭数字逻辑、停止时钟速度进一步降低了电流消耗。有一个选项可以保留RAM的内容，并保持一个或两个异步外设运行。按下Okdo E1单板上的ISP按钮，会唤醒核心。

在深度断电模式下，数字逻辑、DCDC转换器和大部分芯片都是关闭的。只有实时时钟保持活跃，它将在10秒延迟后唤醒MCU，并在本应用程序中将MCU复位到运行模式。

请注意，由于外围设备和需要5.7mA左右的Okdo E1开发板的附加电流，该表不能代表微控制器本身的电流消耗。因此，在深度下电模式下，单片机只会产生少量的电流。然而，在实践中，MCU不太可能是电路中唯一的元件。因此，本实验说明了在现实环境中，单片机在其不同的电源模式下的行为。

LPC55S69:一种低成本、高效率的单片机

LPC55S69单片机的功耗非常低，特别是考虑到它包含各种协处理器、dsp和安全特性。这些特性使LPC55S69可以广泛应用于各种不同的应用，从业余项目到边缘加工，再到商业和工业产品。本文介绍了单片机的六种功耗模式，并演示了它们如何影响整个系统的运行和功耗。

在150MHz的平均应用中，MCU在大多数情况下消耗约10mA。在深度断电模式下，芯片的电流消耗在微安范围内。恩智浦的社区页面提供了一系列的应用笔记、教程和视频，这些都是基于现有的mcu，这有助于更好地理解它们的功能。

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