概述
今天談談CC2541的低功耗，低功耗也是BLE的一個亮點，據TI的測試，在ultra power saving的時候，一顆紐扣電池可以做到待機一年。經過試驗。在沒有定時任務的時候，打開POWERSAVING這個宏之后，協議棧會自動檢測當前的timeout事件，如果沒有的定時任務話會進入PM3模式，該模式下，系統的所有數字部分和RF部分都進入了休眠，所有的時鐘包括sleeptimer都處于休眠狀態，這個時候只有復位操作可以喚醒系統，也就是最低的功耗模式。當OSAL中存在定時的事件，在時間間隔內，系統就會進入PM2，該模式下所有的數字電路部分、RF電路. 32M晶振都是處于休眠狀態，保留有32K的手表晶振，和一個sleeptimer。PM2的喚醒方式是sleeptimer計時時間到，或者外部中斷，或者是系統復位。該模式也是用到最多的，如何減少在PM2模式下電流是比較關心的問題。由于CC2541中sleeptimer的最大可計時時長是41s，這個中間喚醒的次數會影響功耗的大小。

測試
先對比一下集中不同情況下的波形圖。這里是利用實驗室的DC電源分析儀來測試的，如果沒有的話，可以在整個電路的輸入端串聯一個10歐姆的電阻，用示波器來測試電阻兩端的電壓，可以獲得更加精確的波形圖。

可以看出在整個系統的平均電流在0.4ma即400uA。
這個是藍牙處于連接狀態下，這個系統的電流波形圖，可以看出會有很多的脈沖，藍牙出于連接狀態下，會根據設置的連接參數不同，當主機和從機之間沒有數據發送時，主機會每隔30ms發送有一個確認幀，可以看到比較矮的脈沖就是確認幀。比較高的脈沖是系統中有事件timeout，喚醒進入active狀態的波形。
這幅圖是連接情況下沒有發送數據時的波形，在經過代碼優化的情況下可以看出較上副圖功耗有了明顯的降低。
我根據經驗總結了幾點可以減少功耗的方法：
（1）IO引腳在不需要的情況下，應設置輸出低電平狀態
（2）減少周期性事件的頻率，盡量吧一下事件放在一起來處理。
（3）將不需要的功能通過配置宏設置為DISABLE。

低功耗部分的代碼
程序運行到osal_start_system()；后繼而運行到osal_run_system（）；
在里面有一個 osal_pwrmgr_powerconserve();函數，是系統自動檢測當前是否有任務在執行，沒喲的話將進入低功耗模式。

void osal_pwrmgr_powerconserve( void ) // 系統自動調用 如果當前沒有任務，將進入低功耗模式 { uint32 next; halIntState_t intState; // Should we even look into power conservation if ( pwrmgr_attribute.pwrmgr_device != PWRMGR_ALWAYS_ON ) { // Are all tasks in agreement to conserve if ( pwrmgr_attribute.pwrmgr_task_state == 0 ) { // Hold off interrupts. HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION( intState ); // Get next time-out next = osal_next_timeout(); //選取最近事件的Timeout 作為實際休眠時間 // Re-enable interrupts. HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION( intState ); // Put the processor into sleep mode OSAL_SET_CPU_INTO_SLEEP( next ); // 進入低功耗模式 } } }

進入低功耗模式之后，會執行halsleep（）函數進行低功耗模式設置。里面進行了低功耗時間等設置，進行電源控制的啟動就在這里使能！

void halSleep( uint32 osal_timeout ) { uint32 timeout; uint32 llTimeout; uint32 sleepTimer; #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 1; #endif // DEBUG_GPIO // max allowed sleep time in ms if (osal_timeout > MAX_SLEEP_TIMEOUT) { osal_timeout = MAX_SLEEP_TIMEOUT; } // get LL timeout value already converted to 32kHz ticks LL_TimeToNextRfEvent( &sleepTimer, &llTimeout ); // check if no OSAL timeout // Note: If the next wake event is due to an OSAL timeout, then wakeForRF // will already be FALSE, and the call to LL_TimeToNExtRfEvent will // already have taken a snapshot of the Sleep Timer. if (osal_timeout == 0) { // use common variable timeout = llTimeout; // check if there's time before the next radio event // Note: Since the OSAL timeout is zero, then if the radio timeout is // not zero, the next wake (if one) will be due to the radio event. wakeForRF = (timeout != 0) ? TRUE : FALSE; } else // OSAL timeout is non-zero { // convet OSAL timeout to sleep time // Note: Could be early by one 32kHz timer tick due to rounding. timeout = HAL_SLEEP_MS_TO_32KHZ( osal_timeout ); // so check time to radio event is non-zero, and if so, use shorter value if ((llTimeout != 0) && (llTimeout < timeout)) { // use common variable timeout = llTimeout; // the next ST wake time is due to radio wakeForRF = TRUE; } else // OSAL timeout will be used to wake { // so take a snapshot of the sleep timer for sleep based on OSAL timeout sleepTimer = halSleepReadTimer(); // the next ST wake time is not due to radio wakeForRF = FALSE; } } // HAL_SLEEP_PM3 is entered only if the timeout is zero halPwrMgtMode = (timeout == 0) ? HAL_SLEEP_DEEP : HAL_SLEEP_TIMER; // 選擇進入PM 模式 #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 0; #endif // DEBUG_GPIO // check if sleep should be entered if ( (timeout > PM_MIN_SLEEP_TIME) || (timeout == 0) ) { halIntState_t ien0, ien1, ien2; #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 1; /************************************************************************BLE 自帶 與電源控制功能沖突*******/ #endif // DEBUG_GPIO /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// HAL_ASSERT( HAL_INTERRUPTS_ARE_ENABLED()); HAL_DISABLE_INTERRUPTS(); // check if radio allows sleep, and if so, preps system for shutdown // 檢查radio 是否需允許進入低功耗，如果允許，提前進入低功耗狀態 if ( halSleepPconValue && ( LL_PowerOffReq(halPwrMgtMode) == LL_SLEEP_REQUEST_ALLOWED ) ) { /**************************************************************************************************************************/ /* 加入電源控制 此后進入低功耗狀態 電平拉低 P1_0 =1 */ /**************************************************************************************************************************/ #if ((defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)) // get peripherals ready for sleep HalKeyEnterSleep(); #endif // ((defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)) #ifdef HAL_SLEEP_DEBUG_LED HAL_TURN_OFF_LED3(); #else // use this to turn LEDs off during sleep HalLedEnterSleep(); #endif // HAL_SLEEP_DEBUG_LED // enable sleep timer interrupt if (timeout != 0) // 設置休眠時間 { // check if the time to next wake event is greater than max sleep time if (timeout > MAX_SLEEP_TIME ) { // it is, so limit to max allowed sleep time (~510s) halSleepSetTimer( sleepTimer, MAX_SLEEP_TIME ); // 設置溢出時間 } else // not more than allowed sleep time { // so set sleep time to actual amount halSleepSetTimer( sleepTimer, timeout ); } } // prep CC254x power mode HAL_SLEEP_PREP_POWER_MODE(halPwrMgtMode); // 模式設置 這里進入的PM2 // save interrupt enable registers and disable all interrupts HAL_SLEEP_IE_BACKUP_AND_DISABLE(ien0, ien1, ien2); HAL_ENABLE_INTERRUPTS(); ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 0; #endif // DEBUG_GPIO // set CC254x power mode; interrupts are disabled after this function // Note: Any ISR that could wake the device from sleep needs to use // CLEAR_SLEEP_MODE(), which will clear the halSleepPconValue flag // used to enter sleep mode, thereby preventing the device from // missing this interrupt. HAL_SLEEP_SET_POWER_MODE(); #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 1; /************************************************************************BLE 自帶 與電源控制功能沖突*******/ #endif // DEBUG_GPIO // check if ST interrupt pending, and if not, clear wakeForRF flag // Note: This is needed in case we are not woken by the sleep timer but // by for example a key press. In this case, the flag has to be // cleared as we are not just before a radio event. // Note: There is the possiblity that we may wake from an interrupt just // before the sleep timer would have woken us just before a radio // event, in which case power will be wasted as we will probably // enter this routine one or more times before the radio event. // However, this is presumably unusual, and isn't expected to have // much impact on average power consumption. if ( (wakeForRF == TRUE) && !(IRCON & 0x80) ) { wakeForRF = FALSE; } // restore interrupt enable registers HAL_SLEEP_IE_RESTORE(ien0, ien1, ien2); // power on the LL; blocks until completion // Note: This is done here to ensure the 32MHz XOSC has stablized, in // case it is needed (e.g. the ADC is used by the joystick). LL_PowerOnReq( (halPwrMgtMode == CC2540_PM3), wakeForRF ); #ifdef HAL_SLEEP_DEBUG_LED HAL_TURN_ON_LED3(); #else //!HAL_SLEEP_DEBUG_LED // use this to turn LEDs back on after sleep HalLedExitSleep(); #endif // HAL_SLEEP_DEBUG_LED #if ((defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)) // handle peripherals (void)HalKeyExitSleep(); #endif // ((defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE)) } HAL_ENABLE_INTERRUPTS(); } #ifdef DEBUG_GPIO // TEMP P1_0 = 0; #endif // DEBUG_GPIO return; }

跳出低功耗模式在此程序里是sleep timer 時間溢出，也就是在中斷里退出低功耗模式

/******************************************************************************* * @fn halSleepTimerIsr * * @brief Sleep timer ISR. * * input parameters * * None. * * output parameters * * @param None. * * @return None. */ HAL_ISR_FUNCTION(halSleepTimerIsr, ST_VECTOR) { HAL_ENTER_ISR(); HAL_SLEEP_TIMER_CLEAR_INT(); #ifdef HAL_SLEEP_DEBUG_POWER_MODE halSleepInt = TRUE; #endif // HAL_SLEEP_DEBUG_POWER_MODE ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 拉高 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// CLEAR_SLEEP_MODE();// 所有的任務退出Sleep模式時，調用CLEAR_SLEEP_MODE（）； HAL_EXIT_ISR(); return; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CC2541 power saving的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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