低功耗设计指南：优化STM32F103C8T6的低功耗应用

# 1. 低功耗设计基础**

低功耗设计是嵌入式系统设计中的关键考虑因素，尤其是在电池供电或能源受限的应用中。低功耗设计旨在最大限度地减少系统的功耗，延长电池寿命或提高能源效率。

低功耗设计涉及多个方面，包括硬件设计、软件优化和系统管理。通过采用适当的技术和策略，可以显著降低系统的功耗，从而延长设备的使用时间或减少对外部电源的依赖。

# 2. STM32F103C8T6低功耗特性

### 2.1 低功耗模式

STM32F103C8T6微控制器提供多种低功耗模式，允许用户在不同的功耗和性能需求之间进行权衡。这些模式包括：

#### 2.1.1 主动模式

主动模式是微控制器正常运行的模式。在此模式下，所有外设都处于活动状态，CPU以最高时钟频率运行。主动模式的功耗最高，通常用于需要高性能的应用。

#### 2.1.2 睡眠模式

睡眠模式是一种低功耗模式，其中CPU和大多数外设都被关闭。只有RAM和寄存器保持供电。睡眠模式的功耗比主动模式低得多，但仍然允许微控制器快速从睡眠中唤醒。

#### 2.1.3 停止模式

停止模式是一种更深的低功耗模式，其中CPU、RAM和大多数外设都被关闭。只有RTC和I/O端口保持供电。停止模式的功耗比睡眠模式低得多，但从停止模式唤醒需要更长的时间。

#### 2.1.4 待机模式

待机模式是最深的低功耗模式，其中所有外设和时钟都被关闭。只有复位电路保持供电。待机模式的功耗最低，但从待机模式唤醒需要最长的时间。

### 2.2 低功耗外设

STM32F103C8T6微控制器还提供多种低功耗外设，可以进一步降低功耗。这些外设包括：

- **低功耗定时器 (LPTIM)**：LPTIM是一种低功耗定时器，可在睡眠模式下运行。它可以用于生成中断、测量时间间隔或创建脉冲。
- **低功耗UART (LPUART)**：LPUART是一种低功耗UART，可在睡眠模式下运行。它可以用于与其他设备进行串行通信。
- **低功耗I2C (LPI2C)**：LPI2C是一种低功耗I2C接口，可在睡眠模式下运行。它可以用于与其他设备进行I2C通信。
- **低功耗ADC (LPADC)**：LPADC是一种低功耗ADC，可在睡眠模式下运行。它可以用于测量模拟信号。

通过使用这些低功耗模式和外设，可以显著降低STM32F103C8T6微控制器的功耗，延长电池供电设备的续航时间。

# 3.1 传感器数据采集

**3.1.1 传感器选择**

传感器是低功耗应用中关键的功耗源之一。在选择传感器时，应考虑以下因素：

- **功耗：**选择低功耗传感器，如霍尔效应传感器、电容式传感器等。
- **精度：**根据应用需求选择合适的精度，避免过高的精度导致不必要的功耗。
- **采样频率：**根据数据采集需求优化采样频率，避免过高的采样频率导致功耗增加。
- **接口：**选择与微控制器兼容的接口，如I2C、SPI等，以降低功耗。

**3.1.2 数据采集频率优化**

数据采集频率是影响功耗的另一个重要因素。过高的频率会增加传感器功耗和微控制器处理功耗。因此，应根据实际需求优化数据采集频率：

- **确定最小数据采集频率：**根据应用需求确定数据采集的最低频率，以避免过度采集。
- **使用定时器或中断：**使用定时器或中断来控制数据采集频率，避免持续轮询传感器。
- **考虑传感器休眠模式：**如果传感器支持休眠模式，可在数据采集完成后将其置于休眠模式，以降低功耗。

// 使用定时器控制数据采集频率
TIM_TypeDef *TIMx = TIM1;
uint32_t TIM_Prescaler = 10000;
uint32_t TIM_Period = 1000;