STM8L101+si4463低功耗唤醒设置

刚开始接触RF通信,借助成都亿佰特的demo很快完成了数据互传,但是功耗一直降不下去,ST和SiliconLabs官方的datasheet里分别说STM8L101在halt模式功耗为1uA(开AWU的情况下)、SI4463在standby模式为50nA,但是即使把STM8和SI4463以外的芯片都拆了,整板的实际测试值也比1uA大两个数量级。

一、关于低功耗

首先,把SI4463拿掉,只剩STM8L,在main函数直接进入halt模式,得到工作电流为0.4uA,达到标称值。

然后,将si4463接上,在main函数直接进入halt模式,工作电流飙升至167uA。为什么呢?

在ST官网找到了《AN3147:Power management in STM8L and STM8AL》,在“第五章 :Power management TIps”中找到了问题的关键点——进入HALT之前必须将GPIO设为固定的电平状态,否则有漏电流存在。于是根据电路设计原理图,除了与SI4463连接的SPI_CSN设为输出高、SDN设为输出低,其余全设为输入上拉。电流降到了25uA,仍远远大于标称值。

STM8L101+si4463低功耗唤醒设置

图1 整板电路图

最后问题定位在SI4463的GIO设置上,亿佰特的SI4463模块采用的是TX和RX分离的模拟电路设计(图2),GIO2和GIO3控制选通开关,它们根据TX和RX的状态输出0和1,比如芯片处于TX状态时GIO2输出1、GIO3输出0,此时天线与TX形成通路,调制信号从TX口经过电感电路被发送出去。在使si4463进入低功耗之前,必须将GIO2、GIO3拉低。

STM8L101+si4463低功耗唤醒设置

图2 si4463参考电路设计

[cpp] view plain copySI446X_GPIO_CONFIG(3, 3, 2, 2, 3, 0, 0x60);

SI446X_CHANGE_STATE(1);

最后功率降到了1uA以下,与标称值相符。

二、关于AWU设置

AWU(Auto Wakeup Unit)的时钟源是独立的LSI(Low Speed Internal Clock),官方datasheet显示LSI的一致性比较差,从25KHz到75KHz不等(确实很差),所以配置AWU之前要先知道每一片芯片的LSI是多少,才能达到唤醒时间的预期值。首先,用TIM2测量LSI的频率,官方驱动库就有函数实现,函数原型如下

uint32_t TIM2_ComputeLsiClockFreq(uint32_t TIM2_TimerClockFreq);

官网驱动库也有AWU的配置函数 void AWU_LSICalibrationConfig(uint32_t LSIFreqHz), 这个函数给出的结果很糟糕,唤醒时间根本不对。于是自己根据datasheet写了个函数

[cpp] view plain copy#define AWU_MAX_INTERNVAL_COEFFICIENT ((uint32_t)3932160)

#define AWU_APR_MAX_VALUE ((uint8_t)64)

#define AWU_TBR_MAX_VALUE ((uint8_t)0x0f)

#define AWU_APR_MIN_VALUE ((uint8_t)2)

#define AWU_TBR_MIN_VALUE ((uint8_t)0x01)

#define AWU_HIGH_RESOLUTION_THRESHOLD ((uint32_t)6889)

[cpp] view plain copy

[cpp] view plain copy/**

* @brief Update APR register with the measured LSI frequency.

Accuracy is much better than AWU_LSICalibrationConfig()。

* @param LSIFreqHz -- the LSI frequency, in Hertz.

internval -- AWU wake up interval, in milliseconds

* @note AWU must be disabled to avoid unwanted interrupts.

* @retval None

*/

ErrorStatus AWU_ConfigLSI(uint32_t LSIFreqHz, uint32_t internval)

{

uint32_t tmp = 0, z = 0;

uint8_t y = 0, x = 0;

uint8_t flag = 0;

/* Check parameter */

assert_param(IS_LSI_FREQUENCY(LSIFreqHz));

z = LSIFreqHz * internval;

if(internval》AWU_HIGH_RESOLUTION_THRESHOLD)

{

tmp = z / 10240000;

if( tmp》=AWU_APR_MIN_VALUE && tmp 《= AWU_APR_MAX_VALUE)

{

AWU-》TBR |= 0x0e;

AWU-》APR = (tmp)-2;

return SUCCESS;

}

tmp = z / 61440000;

if( tmp》=AWU_APR_MIN_VALUE && tmp 《= AWU_APR_MAX_VALUE)

{

AWU-》TBR |= 0x0f;

AWU-》APR = (tmp)-2;

return SUCCESS;

}

}

/* 2^x*y = LSIFreqHz * internval */

for(y=64;y》1;y=y》》1)

{

tmp = z/((uint32_t)y*1000) ;

if(tmp》=1 && tmp《=4096) /*value is between 2^0 and 2^12*/

{

flag = 1;

break;

}

}

/*计算TBR,再根据TBR推导出APR*/

if(flag!=0)

{

for(x=0;x《13;x++)

{

if( (tmp》》x)==0 )

{

break;

}

}

tmp = (uint32_t)1《《x;

y = z/((uint32_t)tmp*1000);

if(y《2)

{

return ERROR;

}

AWU-》TBR = x+1;

AWU-》APR = y-2;

return SUCCESS;

}

else

{

return ERROR;

}

}

参数internval是期望的唤醒时间,单位是ms,数值范围是1到60000。

设置好TBR和APR之后,只要使用AWU_Cmd(ENABLE)即可启动AWU,它只会在STM8处于halt模式下才开始计时,当计时达到设置的interval时产生中断,将STM8从halt模式唤醒。

/***** 补丁1:AWU设置函数存在BUG,修正了一下,现在可以放心使用了 20161205 *******/

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发布日期:2019年07月14日  所属分类:参考设计