CW32L083系列低功耗芯片的優(yōu)勢(shì)和工作原理

武漢芯源半導(dǎo)體32位低功耗CW32L083系列產(chǎn)品非常適合各種小、中型電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，比如醫(yī)療和手持設(shè)備、PC外圍設(shè)備、游戲設(shè)備、運(yùn)動(dòng)裝備、報(bào)警系統(tǒng)、智能門(mén)鎖、有線和無(wú)線傳感器模塊、表計(jì)等產(chǎn)品。

CW32L083集成了主頻高達(dá)64MHz的ARM Cortex-M0+ 內(nèi)核、最多256KB FLASH 、最多 24KB RAM、最多87路GPIO，以及一系列增強(qiáng)型外設(shè)。外設(shè)主要包括：1路12位ADC，6路UART、2路SPI、2路IIC以及多路定時(shí)器等功能模塊，相較其他系列產(chǎn)品CW32L083系列還新增了1路低功耗定時(shí)器（LPTIM）、最多8×52段LCD段碼液晶驅(qū)動(dòng)器、真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(TRNG)、高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)模塊(AES)等數(shù)字模塊。

適用于對(duì)FLASH、RAM、GPIO等資源需求較大，且有LCD顯示、低功耗要求的應(yīng)用場(chǎng)合，列目前可提供LQFP64、LQFP80、LQFP100三種封裝形式。

一 CW32L083系列主要功能

二 CW32L083系列的低功耗優(yōu)勢(shì)

1.深度休眠模式0.6uA

CW32L083系列產(chǎn)品在深度休眠模式下電流只有0.6uA（所有時(shí)鐘關(guān)閉，上電復(fù)位有效，IO狀態(tài)保持，IO中斷有效，所有寄存器、RAM和CPU數(shù)據(jù)保存狀態(tài)時(shí)的功耗），極大程度上降低了工作功耗，能使電池供電應(yīng)用更廣泛，延長(zhǎng)了電池待機(jī)時(shí)間，在運(yùn)行模式下（代碼自FLASH中運(yùn)行），功耗也僅為115uA/MHz。

2.4us超低功耗喚醒時(shí)間

在實(shí)測(cè)中，CW32L083系列超低功耗喚醒時(shí)間僅需4us，使模式切換更加靈活高效，系統(tǒng)反應(yīng)更為敏捷，表現(xiàn)非常亮眼。同時(shí)CW32L083 可以在-40℃~85℃的溫度范圍內(nèi)工作，且具有寬供電電壓1.65V ~ 5.5V。極大程度滿足用戶各種使用環(huán)境。

三 CW32L083低功耗模式工作原理

CW32系列芯片支持3種工作模式，運(yùn)行模式、休眠模式以及深度休眠模式。這里以CW32L083為例介紹低功耗模式的特性。

MCU上電以后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行模式，可以通過(guò)軟件配置，進(jìn)入休眠或者深度休眠兩種低功耗模式，進(jìn)入低功耗運(yùn)行狀態(tài)后，可以通過(guò)外設(shè)中斷觸發(fā)喚醒機(jī)制，使得系統(tǒng)返回到運(yùn)行模式，三種工作模式的轉(zhuǎn)換機(jī)制如下圖所示：

三種工作模式

進(jìn)入休眠：

CW32L083可以使用等待中斷專用指令，WFI（Wait for Interrupt），配合系統(tǒng)控制寄存器（SCR， System Control Register）的SLEEPONEXIT和SLEEPDEEP位域，可實(shí)現(xiàn)立即進(jìn)入或退出（中斷服務(wù)程序）時(shí)進(jìn)入休眠模式或深度休眠模式。

? 立即進(jìn)入

執(zhí)行WFI指令，MCU將立即進(jìn)入休眠模式（SLEEPDEEP為0時(shí)）或深度休眠模式（SLEEPDEEP為1時(shí)）

? 退出時(shí)進(jìn)入

將SLEEPONEXIT位置1，當(dāng)退出最低優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序后，MCU會(huì)進(jìn)入休眠模式（SLEEPDEEP為0時(shí)）或深度休眠模式（SLEEPDEEP為 1時(shí)），而不需執(zhí)行WFI指令 。

注：在深度休眠模式下，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉高速時(shí)鐘，如果需要在深度休眠模式下使部分外設(shè)仍保持運(yùn)行，則需要在進(jìn)入深度休眠模式前，啟動(dòng)相應(yīng)的低速時(shí)鐘并將該外設(shè)時(shí)鐘設(shè)置為此低速時(shí)鐘。

休眠喚醒：

在休眠模式或深度休眠模式下，均可通過(guò)中斷來(lái)喚醒CPU，返回到運(yùn)行模式。如果用戶在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行WFI命令進(jìn)入休眠（包括深度休眠），則需要比此中斷更高優(yōu)先級(jí)的中斷才能喚醒CPU，因此，強(qiáng)烈建議在準(zhǔn)備進(jìn)入休眠前，應(yīng)先處理完所有中斷服務(wù)程序，并且清除所有中斷請(qǐng)求和中斷標(biāo)志。

使用中斷退出休眠模式，用戶必須在進(jìn)入休眠（包括深度休眠）前使能此中斷的允許位。

中斷喚醒退出休眠模式后，CPU 將立即進(jìn)入此中斷的中斷服務(wù)程序。如果用戶未設(shè)置此中斷服務(wù)程序，且為立即進(jìn)入休眠時(shí)：CPU 將繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)入休眠的 WFI 指令的下一條語(yǔ)句；而為退出時(shí)進(jìn)入休眠時(shí)：繼續(xù)執(zhí)行最后進(jìn)入的中斷服務(wù)程序的下一條語(yǔ)句。一般情況下，基于系統(tǒng)可靠性考慮，強(qiáng)烈建議用戶設(shè)置此中斷的服務(wù)程序，并在中斷服務(wù)程序中清除中斷請(qǐng)求和中斷標(biāo)志。

中斷喚醒退出深度休眠模式時(shí)，CPU 運(yùn)行狀態(tài)與退出休眠模式相同。深度休眠模式下系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉高速時(shí)鐘，在退出深度休眠時(shí)，CW32L083 為用戶額外增加了一種系統(tǒng)時(shí)鐘選擇，用戶既可以選擇繼續(xù)使用進(jìn)入深度休眠時(shí)使用的時(shí)鐘，也可選擇 HSI 作為系統(tǒng)時(shí)鐘。配置系統(tǒng)控制寄存器SYSCTRL_CR2 的 WAKEUPCLK 位域?yàn)?1，則在中斷喚醒退出深度休眠模式后自動(dòng)使用內(nèi)部高速時(shí)鐘 HSI 作為系統(tǒng)時(shí)鐘，由于 HSI 時(shí)鐘的恢復(fù)時(shí)間比 HSE 更快，從而可以加速系統(tǒng)喚醒。

四 以下是配置進(jìn)入低功耗模式時(shí)所需注意的事項(xiàng)

建議芯片上電復(fù)位之后先延時(shí)一定時(shí)間，再根據(jù)情況進(jìn)入低功耗模式，避免出現(xiàn)上電就進(jìn)入低功耗模式，而無(wú)法燒錄程序的情況。

系統(tǒng)可以配置從Deepsleep喚醒后，系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)源是HSI還是進(jìn)入休眠前的時(shí)鐘。

系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，端口狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)需要客戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)配置端口狀態(tài)來(lái)達(dá)到理想的功耗值,未用端口建議配置為模擬模式。

其他的RTC等低功耗運(yùn)行模塊因在深度休眠下高速時(shí)鐘停止運(yùn)行，所以如果需要在深度休眠模式下運(yùn)行RTC等模塊，需配置模塊時(shí)鐘源為L(zhǎng)SI或LSE。

好了，這期L083的低功耗原理，我們大概講完了，下期我們將來(lái)用CW32L083的開(kāi)發(fā)板編程來(lái)分析低功耗功能的實(shí)現(xiàn)。