建立STM32单片机功耗性能指标：基准测试，掌控功耗

# 1. STM32功耗性能指标概述

STM32微控制器以其低功耗特性而闻名，这对于电池供电设备和物联网应用至关重要。了解STM32的功耗性能指标对于优化设备功耗至关重要。本节将概述STM32的功耗性能指标，包括典型功耗、极限功耗和影响功耗的因素。

# 2. 功耗基准测试理论与实践

### 2.1 功耗基准测试原理

#### 2.1.1 功耗测量方法

功耗测量方法主要有以下几种：

- **电流测量法：**使用电流表测量流经设备的电流，再乘以设备的工作电压得到功耗。
- **电压测量法：**使用电压表测量设备两端的电压降，再除以设备的电阻得到功耗。
- **功率计法：**使用功率计直接测量设备的功耗。

#### 2.1.2 影响功耗的因素

影响功耗的因素主要有：

- **设备的特性：**设备的架构、工艺、外围设备等都会影响其功耗。
- **工作频率：**设备的工作频率越高，功耗越大。
- **工作电压：**设备的工作电压越高，功耗越大。
- **环境温度：**环境温度越高，设备的功耗越大。
- **负载情况：**设备的负载越重，功耗越大。

### 2.2 基准测试实践指南

#### 2.2.1 测试环境搭建

测试环境搭建需要考虑以下因素：

- **测试设备：**选择合适的测试设备，如电流表、电压表或功率计。
- **测试环境：**选择温度和湿度稳定的环境进行测试。
- **测试负载：**根据设备的实际应用场景设置合适的测试负载。

#### 2.2.2 测试用例设计

测试用例设计需要考虑以下原则：

- **覆盖性：**测试用例应覆盖设备的不同工作模式和负载情况。
- **可重复性：**测试用例应易于重复执行，以确保测试结果的可靠性。
- **可比较性：**测试用例应便于不同设备或不同测试条件下的功耗比较。

#### 2.2.3 测试数据分析

测试数据分析需要考虑以下步骤：

- **数据采集：**使用测试设备采集设备的功耗数据。
- **数据处理：**对采集到的数据进行处理，如滤波、平均等。
- **数据分析：**分析处理后的数据，找出设备的功耗特性和影响因素。

# 测试用例示例：STM32F103C8T6 功耗基准测试

import time
import pystlm32

# 初始化 STM32F103C8T6
mcu = pystlm32.STM32F103C8T6()

# 设置测试条件
voltage = 3.3  # 工作电压
frequency = 72  # 工作频率
temperature = 25  # 环境温度

# 循环测试不同负载情况
for load in range(1, 10):
    # 设置负载
    mcu.set_load(load)

    # 开始测试
    start_time = time.time()
    mcu.run()
    end_time = time.time()

    # 计算功耗
    power = (voltage * mcu.get_current()) / 1000  # 单位：mW

    # 打印测试结果
    print(f"负载 {load}: 功耗 {power} mW")

**代码逻辑分析：**

- 使用 `pystlm32` 库初始化 STM32F103C8T6 设备。
- 设置测试条件，包括工作电压、工作频率和环境温度。
- 循环测试不同负载情况，并设置相应的负载。
- 开始测试，记录测试开始和结束时间。
- 计算功耗，并打印测试结果。

**参数说明：**

- `voltage`：工作电压，单位：V
- `frequency`：工作频率，单位：MHz
- `temperature`：环境温度，单位：°C
- `load`：负载，范围：1-10

# 3.1 外围设备功耗管理

外围