使用STM32L475分析RT-Thread电源功耗管理实战

前言

之前根据实际项目的功耗管理抽空写了几篇功耗管理相关的文章，但感觉还没有讲透功耗是个什么，怎么按步骤进行管理

直观的感受，如手机充满用了一天，发现电量低于50%，晚上要接着充电吧，否则第二天电量估计不足，这个50%、充满100%是个什么概念？

引入实际的项目并讲解功耗管理（功耗调优）为大势所趋

一言以蔽之，前面的文章只是理论与基础，质量不太高

有了前面的文章的理论与基础，相信在电源管理、功耗调优方面会有一点方向感

实践与实战

假如项目使用一个低功耗的MCU，通过查看MCU的手册，如STM32L系列，直观上会认为让STM32L475本身进入低功耗模式，实现电源模式切换，功耗管理就完成了

但是没想到，实际中功耗管理起来相当的复杂，并且管理的是硬件与业务，不仅仅是MCU本身的功耗。

大型的团队里，与功耗相关的小组有：硬件部、测试部、BSP（驱动部）、OS（系统部）、UI（应用部）、BMS（电池管理）、项目部、策划部（产品定义），等等。

大型项目中的功耗管理不再是：自扫门前雪，由于牵涉的部门与成员很多，管理起来很麻烦。

功耗管理不仅是需要熟悉PM框架（软件）的使用，还需要各种电源仪器仪表（直流电源、万用表），不仅需要懂MCU的电源管理，还要懂各个片外外设，要熟悉硬件（不只是了解），还有熟悉软件

功耗管理一般是个冷板凳的活，很少有公司专门投入较大的人力与时间去研究去管理，干好了没什么可说的，干不好的话，呵呵。

理论结合实战

需要用数据与事实来讲解，这里使用STM32L475-Pandora 开发板，讲解一下功耗相关的数据

工具：电源分析仪一台，或者可以使用Power Monitor等，用途为：供电、电源分析，在这里，电源分析是重要的。

PC端使用电源分析仪带的电源分析工具，图形化查看功耗数据（电压、时间、电流）

打仗，需要了解打的是谁，功耗管理也是一样，管的是什么？做到什么程度才算好。

开发板：STM32L475-Pandora，其他电路板也可以

万用表：测量电压，测量某路的电流

另外根据情况配置电烙铁、杜邦线、开发板下载工具、USB转串口工具等

接线

这里有点讲究：要了解或熟悉硬件，否则接错了很可能把板子烧掉，或者测量的不准确（不是主电源），严重影响下一步的电源分析与管理。

为了防止烧掉板子需要了解板子的电压供电范围，通过电路板的原理图，可以查找电源的【主入口】

如STM32L475-Pandora开发板，电源入口是两个USB座，5V的电源来自USB VBUS，有5V的扩展排针，可以作为整板供电，但接线时需要注意电压要正确，为5V，电源的正负极接对。

假如你接的位置不正确，如接的是3.3V，或测量功耗时还接着USB线供电，测量的数据会千差万别，用来测量功耗，会带来很多烦恼。

使用外部电源分析仪供电时，不要再使用USB供电，这样电源分析仪测量的即为整机电流。

说到整机电流，就是这个板子的所有电流，全部由一个电源入口进入。

在测量整机功耗时，如果板子使用电池，需要先取下电池，引出电池的正、负极两根电源线，使用外部的电源作为假电池供电，注意使用颜色区分电源的正负极，防止接反损坏电路板。

功耗测量

功耗数据一般由：供电电压、供电电流、持续时间组成，分为瞬时功耗、平均功耗。

瞬时功耗一般为当前实时（短时间）的平均功耗

平均功耗一般只一段较长时间的功耗，如10S内、10min内，1小时或1天内的平均功耗

功耗的单位：毫安（mA）、微安（uA）、毫安时（mAh）等，为何不包括电压？因为电压变化不大（尤其是使用电池场景），某些场景下，有电压，但是没有电流，不产生功耗。

开发板默认功耗：一个LED的功耗

原作者：张世争