結(jié)合STM8談?wù)劦凸腗CU編程的基本思想

1.前言

工作之后接觸了“低功耗”，開(kāi)始搜索各種各樣的低功耗MCU。網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常自由的地方，你總可以看到各種關(guān)于哪個(gè)MCU功耗更低的論戰(zhàn)，在這些論戰(zhàn)中我查閱了幾乎所有低功耗MCU的特性，例如MSP430、EFM32還有STM32L等，網(wǎng)絡(luò)論戰(zhàn)的核心便是哪款MCU的休眠電流更低?？炊嗔?a href="http://wenjunhu.com/soft/special/" target="_blank">資料我便發(fā)現(xiàn)，這些低功耗的MCU如何使用，低功耗MCU的程序編寫(xiě)和普通MCU編程有什么區(qū)別。

帶著這些疑問(wèn)我繼續(xù)品味關(guān)于低功耗MCU的”論戰(zhàn)“，直到我購(gòu)買(mǎi)了《MSP430系列單片機(jī)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》。在該書(shū)中提到了低功耗MCU編程的基本思想，大致可以總結(jié)為：

1.善用節(jié)拍

2.消除阻塞

下面就結(jié)合STM8談?wù)勅绾螌?shí)踐以上兩點(diǎn)。（雖然STM8并不是嚴(yán)格意義上的低功耗MCU，但是只要有低功耗指令的MCU都可以使用以上兩點(diǎn)，發(fā)揮它的低功耗特性）

2.善用節(jié)拍

定時(shí)休眠是低功耗MCU常用的手段，定時(shí)休眠便是讓MCU先休眠再工作，在休眠和工作之間不停轉(zhuǎn)換。STM8有多種低功耗方式，例如等待模式便是其中的一種，等待模式時(shí)僅MCU停止工作，其他外設(shè)可正常工作。使用等待模式可以保證定時(shí)器或UART等可以正常的進(jìn)入中斷。當(dāng)然也可以使用停止模式進(jìn)一步降低功耗，在這里則使用等待模式做一個(gè)“方法性質(zhì)”的說(shuō)明。

圖1 前后臺(tái)系統(tǒng)中的低功耗節(jié)拍

可以這樣理解，定時(shí)進(jìn)入低功耗模式也可以理解為一個(gè)任務(wù)，這個(gè)“任務(wù)”會(huì)阻塞CPU使得其他任務(wù)無(wú)法得到運(yùn)行，但這并不是真正意義的阻塞CPU，而是使得CPU停止只能通過(guò)定時(shí)器中斷才可以退出該”任務(wù)“。實(shí)現(xiàn)部分的代碼如下：

以上代碼中出現(xiàn)了WaitFlag標(biāo)志位，該標(biāo)志位出現(xiàn)在Enter_WaitMode函數(shù)和TIM4_UPD_OVF_IRQHandler中斷中，該標(biāo)志位的作用是保證喚醒CPU繼續(xù)工作的一定是定時(shí)器4溢出中斷，其他中斷例如UART接收中斷則不能使CPU重新運(yùn)行。STM8的等待模式和定時(shí)器4溢出中斷組成了低功耗節(jié)拍”任務(wù)“。

3.消除阻塞

從上文的分析可以看出，在整個(gè)的運(yùn)行周期中總是希望低功耗任務(wù)所占的比重大（從時(shí)間角度切入），其他任務(wù)所占的比重小。那么其他任務(wù)應(yīng)該盡量減少對(duì)CPU的占用，例如實(shí)現(xiàn)LED間隔閃爍便可使用以下代碼：

由于LED_Process在低功耗任務(wù)之后運(yùn)行，而低功耗任務(wù)所占用CPU的時(shí)間為固定時(shí)間——定時(shí)器4溢出周期，也就意味著LED任務(wù)的調(diào)用周期為1ms，利用該特性可以結(jié)合一個(gè)計(jì)數(shù)變量LEDCounter實(shí)現(xiàn)LED閃爍功能，當(dāng)然更復(fù)雜的時(shí)序可以通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。

4.總結(jié)

節(jié)拍運(yùn)行和消除阻塞算是低功耗MCU編程的基本思想，理解了低功耗MCU編程的基本思路那么不是低功耗的MCU也可以用來(lái)開(kāi)發(fā)出低功耗應(yīng)用。前段時(shí)間上TB查看MCU的價(jià)格，STM8的價(jià)格真的把我嚇了一跳，自己也購(gòu)置了STM8開(kāi)發(fā)板，結(jié)合低功耗方法于是總結(jié)了該文章。