低功耗MCU是MCU的一个细分市场,主要面向便携式设备、电池供电、能量采集等需要低能耗工作的电子产品。低功耗MCU采用与通用MCU不同的设计方法和工艺选择,以降低MCU的能耗和漏电流,从而使得MCU可以在使用相同能量的前提下,可以工作更长的时间,为电池或能量采集等方式供电的设备提供更持久的续航能力。
不同的应用场景,对微控制器在功能、性能和功耗的需求有很大的差异。有些场景需要全速工作,有些场景需要低速工作,有些场景只需要间歇性工作。针对这些不同的应用场景,各厂商都进行了精细化的设计,支持不同的运行模式和不同深度的休眠模式。
鉴于广阔的市场前景和强劲的发展趋势,各大半导体厂商争先在低功耗领域进行布局。如何实现低功耗微控制器,各厂商各显神通,力求将功耗指标推向极致。
小华半导体在低功耗32位MCU研发的布局较早,已相继推出HC32L110、HC32L130、HC32L136产品系列。该系列芯片基于Cortex-M0+内核,采用华虹宏力的110nm超低漏电(ULL)嵌入式闪存工艺,采用多电源域的低功耗设计方法。该芯片的运行功耗为130uA/MHz,深度睡眠模式最低为0.9uA,适用于传感器、火灾探头、智能门锁、无线烟感、智能表计、便携式医疗电子、数据采集和传输等应用领域。
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以下为基于小华低功耗MCU开发的医疗健康方案案例及其技术实现方式,以作参考。
血压计方案
该方案基于示波法,设计和实现低成本、准确度高的血压计,具有小巧轻便、方便携带的特点,可实时观察血压变化,关注身体健康状况。
系统框图:
方案特点
1、量程:0-40kPa2、分辨率:1mmHg3、LCD:4COM 8SEG4、电源:DC 6V5、脉搏测量范围:40-180次/分6、支持串口输出实时脉搏跳动波形7、具备存储和查询功能
MCU特点:
48 MHz Cortex-M0 32位CPU平台
HC32L130/HC32L136系列功耗管理系统灵活,超低功耗
–0.5μA@3V深度休眠模式:全时钟关闭,通电复位有效,IO状态维持,IO所有寄存器中断有效,RAM和CPU数据保存状态下的功耗
–0.9μA@3V深层休眠模式RTC工作
–7μA@32.768kHz低速工作模式:CPU与外设运行,从Flash运行程序
–35μA/MHz@3V@24MHz休眠模式:CPU停止,外设运行,主时钟运行
–130μA/MHz@3V@24MHz工作模式:CPU与外设运行,从Flash运行程序
–4μs超低功耗唤起时间,使模式切换更加灵活高效,系统反应更加敏捷
低成本额温枪方案
方案以HC32L136系列超低功耗MCU为核心,充分发挥其超低功耗、高可靠性、内置资源丰富等特点,以较低的BOM成本及高度优化的高精度模拟信号,采用处理算法、灵活的热电堆适配算法,完成可快速量产的多功能额温枪。主要功能包括:一键测温、温度记忆、LCD显示、报警提示、出厂校准等。
方案优势:
• 超低功耗:0.5μA待机功耗,1μALCD显示功耗,4μS高速唤醒• 低成本:MCU内置LCD驱动、12位ADC、SPI、I2C,模拟传感器等
• 灵活的适配算法:提供多种主流热电堆传感器的适配接口及算法
• 快速量产:提供成熟的软硬件及配套量产测试方法


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