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[技术讨论] 低功耗方案adc采样如何设置能达到最低?

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发表于 2025-7-14 17:24:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
现在做的一个测量电流的小工具方案,使用纽扣电池供电,要求整机平均功耗在40uA以内,功能比较简单,一个按键和断码屏,,本以为三两下就能搞定。。。现在已经调了一周多。。。

主控目前用的HC32L136,系统跑在32.768KHz,没开启ADC的时候整机功耗在20uA,现在ADC采样策略是:ADC时钟、采样率配置为最低,因为要采集三路ADC,所以我目前用的是扫描模式,采集的时候打开adc,采集完得到转换的数据马上关闭ADC。使用直流电源供电测试,可以看到ADC采样的过程电流从20冲到600多uA。。。这个情况是因为主频太低所以能看到这个电流变化吗?还是ADC采样的策略有优化的地方?

有没有坛友用过这款主控的?最低能控制在多少uA?
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发表于 2025-7-14 18:49:28 | 显示全部楼层
我用这款芯片跑32KHZ,功耗在15uA,比你的略低点,ADC我没试过,但用扫描肯定不好,单次软件触发不更好么
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发表于 2025-7-14 22:29:18 | 显示全部楼层
加大采样间隔,实现平均电流降下来
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 楼主| 发表于 2025-7-15 09:06:35 | 显示全部楼层
fxyc87 发表于 2025-7-14 18:49
我用这款芯片跑32KHZ,功耗在15uA,比你的略低点,ADC我没试过,但用扫描肯定不好,单次软件触发不更好么

好的,改一下改样方式再试试,谢谢你
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发表于 2025-7-15 09:08:58 | 显示全部楼层
看了下 DS_HC32L13x系列数据手册_Rev2.13

7.3.15 ADC 特性

```
IADC2
Active current without reference generator and buffer
1Msps
典型值 0.5 mA (500 uA)
```

3 路 ADC 转换的时长是多少,多久转换一次?

计算平均电流,各种状态的电流乘以时长,相加,除以总时长。

Imean= (I1 * T1 + I2 * T2 + ...) / (T1 +T2 + ...)

外设工作就得耗电。尽可能多休眠、少工作,降低平均电流。

网上有种反直觉的说法是,使用较高主频更快速处理完,而非较低主频慢吞吞处理,可以获得更低功耗。这点没有实测过,仅供参考。
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 楼主| 发表于 2025-7-15 09:09:12 | 显示全部楼层
庄永 发表于 2025-7-14 22:29
加大采样间隔,实现平均电流降下来

好的,
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 楼主| 发表于 2025-7-15 09:21:41 | 显示全部楼层
三路ADC采样分别为:①给主控的VCC;②大电流采样;③小电流采样;②③前端经过运放放大后给到mcu采集,,调试过程发现这两路做采样8次然后去掉大小值再平均值滤波的话值会来回抖动,比如实际20mA的时候会在20+-3mA之间抖动,这时候断码屏会来回跳,这是不能接受的;;再次基础上我软件上再做中值滤波和一阶低通滤波后得到的数据是能符合要求的,,但是这个时候因为跑在32K,太慢了,导致系统响应不行。。。。。这里是最头大的地方
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 楼主| 发表于 2025-7-15 09:24:15 | 显示全部楼层
cdr430 发表于 2025-7-15 09:08
看了下 DS_HC32L13x系列数据手册_Rev2.13

7.3.15 ADC 特性

使用高主频的时候要切换主频这个动作不是应该更耗电吗?确实反直觉,我试试,,前面的具体时间没算,只是配置的时候拉到最长。。。我算算看
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发表于 2025-7-16 13:47:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 cdr430 于 2025-7-16 13:52 编辑
老陈_cmm 发表于 2025-7-15 09:24
使用高主频的时候要切换主频这个动作不是应该更耗电吗?确实反直觉,我试试,,前面的具体时间没算,只是 ...

现在用 32 kHz 做时钟执行主任务吗?

8 MHz / 32 kHz = 8e6/32E3= 250 倍,太慢了。

低功耗重点在于电流与时间的乘积最小。

主频上去了,执行速度快,平均功耗可能更小。

复杂的状态可以用 STM32CubeMX 计算平均电流。
2025-07-16_134412.png
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 楼主| 发表于 2025-7-16 14:53:08 | 显示全部楼层
cdr430 发表于 2025-7-16 13:47
现在用 32 kHz 做时钟执行主任务吗?

8 MHz / 32 kHz = 8e6/32E3= 250 倍,太慢了。

开启adc前切换到高频,采集结束切换到低频,,这样平均功耗降低了,至少在测试的仪器上这部分是通过了,谢谢你
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发表于 2025-7-16 15:52:22 | 显示全部楼层
老陈_cmm 发表于 2025-7-16 14:53
开启adc前切换到高频,采集结束切换到低频,,这样平均功耗降低了,至少在测试的仪器上这部分是通过了, ...

20uA 是单片机进入停机模式,或者是睡眠模式,这些低功耗模式之后的电流么?
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