CW32L083系列低功耗芯片的优势和工作原理

 武汉芯源半导体32位低功耗CW32L083系列产品非常适合各种小、中型电子产品的应用领域，比如医疗和手持设备、PC外围设备、游戏设备、运动装备、报警系统、智能门锁、有线和无线传感器模块、表计等产品。

CW32L083集成了主频高达64MHz的ARM Cortex-M0+ 内核、最多256KB FLASH 、最多 24KB RAM、最多87路GPIO，以及一系列增强型外设。外设主要包括：1路12位ADC，6路UART、2路SPI、2路IIC以及多路定时器等功能模块，相较其他系列产品CW32L083系列还新增了1路低功耗定时器（LPTIM）、最多8×52段LCD段码液晶驱动器、真随机数发生器(TRNG)、高级加密标准模块(AES)等数字模块。

适用于对FLASH、RAM、GPIO等资源需求较大，且有LCD显示、低功耗要求的应用场合，列目前可提供LQFP64、LQFP80、LQFP100三种封装形式。

一 CW32L083系列主要功能

二 CW32L083系列的低功耗优势

1.深度休眠模式0.6uA

CW32L083系列产品在深度休眠模式下电流只有0.6uA（所有时钟关闭，上电复位有效，IO状态保持，IO中断有效，所有寄存器、RAM和CPU数据保存状态时的功耗），极大程度上降低了工作功耗，能使电池供电应用更广泛，延长了电池待机时间，在运行模式下（代码自FLASH中运行），功耗也仅为115uA/MHz。

2. 4us超低功耗唤醒时间

在实测中，CW32L083系列超低功耗唤醒时间仅需4us，使模式切换更加灵活高效，系统反应更为敏捷，表现非常亮眼。同时CW32L083 可以在-40℃~85℃的温度范围内工作，且具有宽供电电压1.65V ~ 5.5V。极大程度满足用户各种使用环境。

三 CW32L083低功耗模式工作原理

CW32系列芯片支持3种工作模式，运行模式、休眠模式以及深度休眠模式。这里以CW32L083为例介绍低功耗模式的特性。

MCU上电以后，系统自动进入运行模式，可以通过软件配置，进入休眠或者深度休眠两种低功耗模式，进入低功耗运行状态后，可以通过外设中断触发唤醒机制，使得系统返回到运行模式，三种工作模式的转换机制如下图所示：

      三种工作模式

1	运行模式 （Active mode）	运行模式下 CPU 正常运行，所有模块用户均可正常使用。
2	休眠模式（Sleep mode）	休眠模式下，CPU 停止运行，所有外设不受影响，所有I/O引脚保持状态不变。
3	深度休眠模式 （DeepSleep mode）	深度休眠模式下，CPU停止运行，高速时钟（HSE、HSIOSC）自动关闭，低速时钟（LSE、 LSI、RC10K、RC150K）保持原状态不变。深度休眠模式的功耗远小于休眠模式。

进入休眠：

CW32L083可以使用等待中断专用指令，WFI（Wait for Interrupt），配合系统控制寄存器（SCR， System Control Register）的SLEEPONEXIT和SLEEPDEEP位域，可实现立即进入或退出（中断服务程序）时进入休眠模式或深度休眠模式。

• 立即进入

执行WFI指令，MCU将立即进入休眠模式（SLEEPDEEP为0时）或深度休眠模式（SLEEPDEEP为1时）

• 退出时进入

将SLEEPONEXIT位置1，当退出最低优先级的中断服务程序后，MCU会进入休眠模式（SLEEPDEEP为0时）或深度休眠模式（SLEEPDEEP为 1时），而不需执行WFI指令 。

注：在深度休眠模式下，系统将自动关闭高速时钟，如果需要在深度休眠模式下使部分外设仍保持运行，则需要在进入深度休眠模式前，启动相应的低速时钟并将该外设时钟设置为此低速时钟。

休眠唤醒：

在休眠模式或深度休眠模式下，均可通过中断来唤醒CPU，返回到运行模式。如果用户在中断服务程序中执行WFI命令进入休眠（包括深度休眠），则需要比此中断更高优先级的中断才能唤醒CPU，因此，强烈建议在准备进入休眠前，应先处理完所有中断服务程序，并且清除所有中断请求和中断标志。

使用中断退出休眠模式，用户必须在进入休眠（包括深度休眠）前使能此中断的允许位。

中断唤醒退出休眠模式后，CPU 将立即进入此中断的中断服务程序。如果用户未设置此中断服务程序，且为立即进入休眠时：CPU 将继续执行进入休眠的 WFI 指令的下一条语句；而为退出时进入休眠时：继续执行最后进入的中断服务程序的下一条语句。一般情况下，基于系统可靠性考虑，强烈建议用户设置此中断的服务程序，并在中断服务程序中清除中断请求和中断标志。

中断唤醒退出深度休眠模式时，CPU 运行状态与退出休眠模式相同。深度休眠模式下系统将自动关闭高速时钟，在退出深度休眠时，CW32L083 为用户额外增加了一种系统时钟选择，用户既可以选择继续使用进入深度休眠时使用的时钟，也可选择 HSI 作为系统时钟。配置系统控制寄存器SYSCTRL_CR2 的 WAKEUPCLK 位域为 1，则在中断唤醒退出深度休眠模式后自动使用内部高速时钟 HSI 作为系统时钟，由于 HSI 时钟的恢复时间比 HSE 更快，从而可以加速系统唤醒。

四 以下是配置进入低功耗模式时所需注意的事项

建议芯片上电复位之后先延时一定时间，再根据情况进入低功耗模式，避免出现上电就进入低功耗模式，而无法烧录程序的情况。

系统可以配置从Deepsleep唤醒后，系统时钟来源是HSI还是进入休眠前的时钟。

系统进入低功耗模式，端口状态不会发生改变，此时需要客户根据实际应用来配置端口状态来达到理想的功耗值,未用端口建议配置为模拟模式。

其他的RTC等低功耗运行模块因在深度休眠下高速时钟停止运行，所以如果需要在深度休眠模式下运行RTC等模块，需配置模块时钟源为LSI或LSE。

好了，这期L083的低功耗原理，我们大概讲完了，下期我们将来用CW32L083的开发板编程来分析低功耗功能的实现。

　　审核编辑：汤梓红