功耗在PSoC内各资源的分配 表1：PSoC 内资源功耗分配表。

表一给出了PSoC内所有资源的的功耗分配，它以电流消耗的方式来表示。除了CPU时钟以外，表中的电流值都是对应一个单元或一个单位资源所消耗的电流。如果相同的资源有n个，则该类资源所消耗的电流要乘以n。例如，一个应用需使用4个时钟频率为3MHz的数字模块，5个低功率等级/高运放偏置的模拟模块、20个时钟为0.25MHz的IO口、4个时钟为0.25MHz的排总线、一个输出缓冲器(高运放偏置)，供电电源为3.3V，而CPU时钟为12MHz，通过查表和计算我们可以得到芯片所消耗的电流I和功耗P分别是：

I=2.764+4×0.035+5×0.3+20×0.015+4×0.011+2.0=6.748mA

P=I×V=6.748×3.3=22.268mW

从表中我们也可以得到如下一些关系：

功耗是正比于Vdd电压；功耗是正比于CPU的时钟频率；数字模块的功耗是正比于数字模块的时钟频率；排总线功耗是正比于排总线的时钟频率；GPIO的功耗是正比于GPIO的时钟频率；模拟模块功耗是正比于模拟块的功率等级；参考电路和模拟输出缓冲器功耗是正比于模拟资源的运放偏置；总的功耗是正比于所使用资源的数目，所使用的资源越多，功耗越大。

从以上关系式我们可以知道选择合适的工作电压和CPU时钟频率对降低功耗是非常重要的。在满足应用的条件下，应尽可能选择比较低的工作电压和CPU时钟频率。模拟资源的功耗往往占用PSoC总的功耗一个相对大的比例。对于模拟资源，模拟的功率等级和运放偏置的设置对功耗的影响也比较大。同样在满足应用的条件下，应尽可能选择较低的功率等级和运放偏置。对于没有使用的模拟资源应该将它对应的功率等级设置成Off以切断它的供电减少漏电。对于间断使用的模拟资源，应该在不使用的时候将它对应的功率等级设置成Off，在需要使用的时候才把它打开，以尽量减少它的平均功耗。

用SLEEP方式降低功耗

便携式设备通常会有很多的待机时间。对于便携式设备用SLEEP方式降低功耗是所有嵌人式芯片降低功耗的最有效的方法之一。由于PSoC包含有一个SLEEP定时器，因此它允许用户使用两种方式使用SLEEP来降低功耗：它们是空闲方式和深度SLEEP。

1．空闲方式

PSoC在5V供电时处于SLEEP状态时的电流消耗仅3μA。PSoC SLEEP定时器可在PSoC处于SLEEP状态时提供定时中断主动唤醒PSoC激活程序。SLEEP定时器可设置1秒、1/8秒、1/64秒和1/256秒。空闲方式的工作示意图如图1。 图1：空闲方式示意图。

待机时，它使PSoC在某一个固定的周期里唤醒PSoC一次，激活程序查寻是否有外部事件，或者扫描按键。如果有外部事或者按键被按，则使PSoC继续处于激活状态，处理事件。否则PSoC重新进入睡眠状态。这时PSoC的平均电流为：

由上式可见，在空闲阶段，只要激活的时间相对睡眠的时间足够的短，平均功耗就很小。在进入SLEEP之前必须将SLEEP中断打开：

INT_MSK0|=INT_MSK0_Sleep;

空闲时间的长短，除了标准的SLEEP定时器设置，也可以使用多个标准的SLEEP间隔来改变它的周期，如：

M8C_Sleep;

M8C_Sleep;

M8C_Sleep;

它的SLEEP时间间隔是3×(1/8)秒(假定SLEEP定时器设置1/8秒)。

2．深度SLEEP

相对空闲方式，深度SLEEP方式就是空闲方式中激活的时间等于零或几乎等于零。即只要进入待机状态，就使PSoC的功耗降到最低。唤醒必须通过复位或外部I/O口事件触发I/O中断来实现。如：

While(Idle = = 1)

{

M8C_ClearWDTSleep;

M8C_Sleep;

}

当PSoC激活时，置Idle为0，进入待机状态时置Idle为1。在这种方式，通常将SLEEP中断禁止。

无论是在空闲方式还是在深度SLEEP方式，在进入SLEEP方式之前，都必须注意以下几点：

将所有的I/O口设置成高阻输入或者Strong输出模式，在Strong输出模式，设置相应的电平使进出I/O口的电流为零。

将所有模拟资源的功率等级设置成off，切断所有模拟资源的电源供给。

设置全局中断允许：

M8C_EnableGInt；

清除所有现场的和待定的中断请求：

INT_VC = 0；

5．如果Watchdog看门狗被使用，也可以暂时禁止它。或者如上面的程序不断给它清零。需要说明的是，看门狗定时器共享SLEEP定时器，但时间是SLEEP定时器的3倍。

充电泵

大多数PSoC芯片都有一个充电泵电路。这对便携式设备非常有用。因为便携式设备通常使用电池供电。PSoC的充电泵可以使用户的便携式设备的电池电压下降到1.1V时，PSoC芯片和设备仍然能工作，当然它也取决于负载电流的大小。 图2：充电泵电路。

充电泵电路如图2所示。它需要3个外部元件：一个电感L1，一个二级管D1和一个旁路电容C1。如果在全局资源的参数设置中设置Switch Mode Pump为On，那么当Vdd的电压超过复位电压后，充电泵电路就开始工作了。一旦电池电压下降导致Vdd电压低于参考电压Verf，则充电泵电路就在SMP脚上输出1.3MHz的脉冲信号，使由片内和片外共同组成的升压电路工作。Vdd将上升到一个合适的电压，PSoC将继续正常工作。参考电压Verf可以在全局资源的参数设置中设置，也可以通过设置寄存器VLT_CR的值来设置。它总是比低电压检测LVD的值要略微高一些。在SLEEP方式，充电泵电路也仍然工作。但这时PSoC的电流消耗会比正常的SLEEP方式的电流要大。对于有些精确的测量，如AD转换，也可以短时间关掉充电泵电路，以减少该电路工作时在Vdd上产生的噪声。

根据具体的应用，电感L1可选1~10μH，而电容C1的典型值为10μF，二级管可选择肖特基二级管。

本文小结

由于PSoC里面的资源比较多，正常工作时它的功耗可能较其他芯片会高一些。但PSoC在SLEEP方式工作时有非常低的功耗，在5V供电时它的典型值是3μA，在3.3V供电时它的典型值是2μA。正确地使用PSoC的内部资源和采用合适的SLEEP工作方式，以及充电泵的使用，使得PSoC在便携式设备的应用中能发挥更多的优势。