SYD8801低功耗【深度睡眠模式】【浅度睡眠模式】【进入睡眠模式后要等待硬件进入睡眠】【内部上拉电阻对功耗的影响】【测试低功耗步骤】
SYD8801是一款低功耗高性能蓝牙低功耗SOC，集成了高性能2.4GHz射频收发机、32位ARM Cortex-M0处理器、128kB Flash存储器、以及丰富的数字接口。SYD8801片上集成了Balun无需阻抗匹配网络、高效率DCDC降压转换器，适合用于可穿戴、物联网设备等。具体可咨询：http://www.sydtek.com/
SYD8801的低功耗模式分为浅度睡眠和深度睡眠，其中浅度睡眠内存数据依旧能够保持，而深度睡眠下内存会被清空，两者比较如下：
注意：不管是深度睡眠还是浅度睡眠，在配置睡眠之前必须保证作为唤醒源的GPIO管脚对MCU而言是低电平，也就是说如果在睡眠的时候唤醒源GPIO外部状态为高电平，这里就必须要配置上gpio模块输入的反相器，也就是 PIN_CONFIG->PIN_13_POL寄存器，否则芯片不能够正确进入睡眠！
注意：如果调用协议栈lib提供的SystemSleep接口进入浅度睡眠，设置为唤醒源的IO口必须有中断的功能（使能该IO口的中断并且配置正确的回调函数）。
SYD8801深度睡眠低功耗模式
SYD8801的深度睡眠模式下芯片各部份工作情况如下：
主函数判断轮询读取按键0，如果发现按键0被按下，则调用PowerDown进行深度睡眠：
if(get_key()==1){
PowerDown();
}
PowerDown函数具体代码如下：
static void PowerDown()
{
struct gap_wakeup_config pw_cfg;
GPIO_Set_Input(KEY1,KEY1,KEY1); //key1 ·´Ïà
PIN_CONFIG->PIN_13_POL = PIN_INPUT_IVERTED;
if(GPIO_Pin_Read(KEY1)) return;
pw_cfg.wakeup_type = POWERDOWN_WAKEUP;
pw_cfg.timer_wakeup_en = 0;
pw_cfg.gpi_wakeup_en = 1;
pw_cfg.gpi_wakeup_cfg = KEY1;
WakeupConfig(&pw_cfg);
SystemPowerDown();
delay_ms(1);
}
这里配置了唤醒配置结构体 pw_cfg，其中有三个元素。pw_cfg.timer_wakeup_en代表定时器是否能唤醒MCU，为1代表定时器能够唤醒，为0代表定时器不能够唤醒；pw_cfg.gpi_wakeup_en代表GPIO管脚是否能唤醒MCU，为1代表GPIO能够唤醒，为0代表GPIO不能够唤醒，在GPIO能够唤醒的情况下pw_cfg.gpi_wakeup_cfg代表具体哪个GPIO能够唤醒MCU，比如0x00C00000代表gpio22和gpio23能够唤醒。
这里要注意：在SystemPowerDown函数之后调用 delay_ms(1);的微小延时，等待数字电路进入深度睡眠模式，否则深度睡眠很有可能不能够被按键唤醒！
注意：在配置深度睡眠之前必须保证作为唤醒源的GPIO管脚对MCU而言是低电平，也就是说如果在睡眠的时候唤醒源GPIO外部状态为高电平，这里就必须要配置上gpio模块输入的反相器，也就是 PIN_CONFIG->PIN_13_POL寄存器，否则芯片不能够正确进入睡眠！
这里上传本博客使用到的工程代码：
http://download.csdn.net/detail/chengdong1314/9818412
SYD8801浅度睡眠低功耗模式
SYD8801的浅度睡眠模式下芯片各部份工作情况如下：
当程序调用了SystemSleep函数的时候，MCU将进入浅度睡眠模式，所以必须把SystemSleep函数的调用放在合适的位置，建议放在主函数的主循环的最后面：
这里列出一个程序的主函数作为例子：
int main()
{
__disable_irq();
gpio_init();
#ifdef _DEBUG_
dbg_init();
dbg_printf("SYD Inc.\r\n");
#endif
ble_init();
oled_init();
oled_8x16str(0,0,"SYD Inc.");
timer_0_enable(32768, timer0_adv_callback);
StartAdv();
__enable_irq();
timer1s_inting=0;
while(1)
{
ble_sched_execute();
if(timer1s_inting){
timer1s_inting=0;
led_turn(LED0); // ·×ªLED0 ָʾ³ÌÐòÔËÐÐ
cnt_1s++;
if(cnt_1s>=180)
{
cnt_1s=0;
#ifdef USER_32K_CLOCK_RCOSC
LPOCalibration(); //ÕâÊÇÄÚ²¿RC32k¾§ÕñµÄУ׼º¯Êý ¾¹ý¸Ãº¯Êýºó¶¨Ê±Æ÷Äܹ»µÃµ½Ò»¸ö±È½Ï׼ȷµÄÖµ
//timer_calender_handle(); ÄÚ²¿¾§Õñ¼´Ê¹Ð£×¼ÒÀ¾ÉÓÐÒ»¸ö¹Ì¶¨µÄÆ«²î
#else
ClockSwitch(SYSTEM_32K_CLOCK_XOSC);
#endif
}
}
if(get_key()==1){
PowerDown();
}
#ifdef USER_MARCHE_STATE
march_state_process();
#endif
SystemSleep();
}
}
执行了SystemSleep();函数之后MCU就停止了，定时器中断发生或者IO口唤醒源的电平发生变化的时候，MCU从停止的地方开始执行；如果是定时器中断唤醒了MCU，那么MCU醒来的第一步就是执行定时器中断服务函数，如果IO口唤醒源配置成中断模式并且MCU由IO口唤醒，那么MCU醒来的第一步就会去执行外部中断服务函数！
如果蓝牙处于连接状态，那么不用做任何配置，当底层硬件发现蓝牙的状态发生改变的的时候（比如发生了断线或者和主机之间发生了数据通信）MCU也会被蓝牙硬件唤醒，进入蓝牙的中断！
注意：当发生了唤醒事件的时候，只有再次调用SystemSleep();函数之后MCU才会再次休眠！
浅度睡眠配置在ble_init函数中，其源代码如下：
static void ble_init()
{
struct gap_evt_callback evt;
struct smp_pairing_req sec_params;
struct gap_wakeup_config pw_cfg;
struct gap_ble_addr ble_addr;
BleInit();
MCUClockSwitch(SYSTEM_CLOCK_8M_RCOSC);
#ifdef USER_32K_CLOCK_RCOSC
ClockSwitch(SYSTEM_32K_CLOCK_RCOSC);
LPOCalibration();
#else
ClockSwitch(SYSTEM_32K_CLOCK_XOSC);
#endif
GetGATTReportHandle(&g_report);
/* security parameters */
sec_params.io = IO_NO_INPUT_OUTPUT;
sec_params.oob = OOB_AUTH_NOT_PRESENT;
sec_params.flags = AUTHREQ_BONDING;
sec_params.mitm = 0;
sec_params.max_enc_sz = 16;
sec_params.init_key = 0;
sec_params.rsp_key = (SMP_KEY_MASTER_IDEN |SMP_KEY_ADDR_INFO);
SetSecParams(&sec_params);
evt.evt_mask=(GAP_EVT_CONNECTION_SLEEP|GAP_EVT_CONNECTION_INTERVAL);
evt.p_callback=&ble_evt_callback;
SetEvtCallback(&evt);
/* Bond Manager (MAX:10) */
SetBondManagerIndex(0x00);
setup_adv_data();
pw_cfg.wakeup_type = SLEEP_WAKEUP;
pw_cfg.timer_wakeup_en = 1;
pw_cfg.gpi_wakeup_en = 0;
pw_cfg.gpi_wakeup_cfg = 0x00C00000;
WakeupConfig(&pw_cfg);
}
其中配置了唤醒配置结构体 pw_cfg，其中有三个元素。pw_cfg.timer_wakeup_en代表定时器是否能唤醒MCU，为1代表定时器能够唤醒，为0代表定时器不能够唤醒；pw_cfg.gpi_wakeup_en代表GPIO管脚是否能唤醒MCU，为1代表GPIO能够唤醒，为0代表GPIO不能够唤醒，在GPIO能够唤醒的情况下pw_cfg.gpi_wakeup_cfg代表具体哪个GPIO能够唤醒MCU，比如0x00C00000代表gpio22和gpio23能够唤醒。
注意：在配置浅度睡眠之前必须保证作为唤醒源的GPIO管脚对MCU而言是低电平，也就是说如果在睡眠的时候唤醒源GPIO外部状态为高电平，这里就必须要配置上gpio模块输入的反相器，也就是 PIN_CONFIG->PIN_13_POL寄存器，否则芯片不能够正确进入睡眠！
这里上传上本节的代码：http://download.csdn.net/detail/chengdong1314/9865161
内部上拉电阻对功耗造成的影响
SYD8801每个IO口都可以配置成上拉输入，通过PIN_CONFIG->GPIO_PULL_UP寄存器打开或关闭芯片IO口内部的上拉电阻，因为上拉电阻的一端连接VDDIO，一端连接外部输入管脚，一般情况下把VDDIO连接到芯片的供电端，也就是3.3V电源供电口。
如果外部管脚为高电平，外部管脚电压等于VDDIO，所以上拉电阻没有电流流过，也就没有了电流损耗。
如果外部管脚为低电平，电流就会通过VDDIO流经上拉电阻R到管脚地，这样不可避免的产生漏电电流造成功耗增大，因为SYD8801内部上拉为80K欧姆，所以将有41.25ua的电流流过上拉电阻，也就是说这个IO口将增加41.25UA的功耗。
在追求功耗的时候，为了避免上面这个IO口的41.25UA的功耗，必须去掉芯片内部的IO口上拉电阻！因为在追求功耗的时候，整体芯片的电流都没有这个上拉电阻大！SYD8801手环整机电流才是22UA左右！
另外对于配置成输入的IO口而言，管脚电平必须是一个明确的状态，也就是说当某个管脚配置成输入模式，那么这个管脚要么是高电平，要么是低电平，不能是除此之外的电压值，否则会造成漏电，并且这个IO口也是极其不稳定的。如果外部连接的是按键，在未按下按键的时候很有可能管脚状态就是悬空状态。所以这时候就必须要使能内部上拉电阻，让悬空状态变成高电平状态！
但是如果使能了上拉电阻，那么上面说到的IO口上拉电阻造成的41.25UA的电流就不可避免了！
如果在必须要用上拉电阻但是又要追求功耗，那么建议关闭内部上拉电阻，在外部电路做一个1M以上的上拉电阻，能把功耗减小到3.3UA。但是这样的电路在干扰强的情况下很有可能受到干扰，所以请开发者综合考虑！
进入睡眠模式后要等待硬件进入睡眠
void SystemSleepSYD(enum WAKEUP_TYPE wakeup ,uint8_t timer_wakeup_en,uint8_t gpio_wakeup_en,uint32_t io)
{
PW_CTRL->WAKE_PIN_EN |= io ;
PW_CTRL->TMR_WAKE_EN = timer_wakeup_en;
PW_CTRL->PIN_WAKE_EN = gpio_wakeup_en;
PW_CTRL->DSLP_WAKE_EN = wakeup;
if(wakeup==SLEEP_WAKEUP)
{
PW_CTRL->MCU_SLEEP=1; //执行这句话后马上进入浅睡眠模式，任何东西都不会丢失
}
else
{
led_close(LEDALL);
PW_CTRL->DSLP_SYS = 1; // 执行这句话后马上进入深度睡眠模式，唤醒将会进入复位状态，任何东西都将会丢失
while(1);
}
}
上面的代码在else分支中“led_close(LEDALL);”语句必须要在“PW_CTRL->DSLP_SYS = 1;”语句之前，因为“PW_CTRL->DSLP_SYS = 1;”之后软件虽然向硬件发送了进入深度低功耗的请求，但是硬件并没有马上能够进入深度睡眠，会顺延执行下面几条命令后硬件才能够反应过来。如果“led_close(LEDALL);”语句必须要在“PW_CTRL->DSLP_SYS = 1;”语句之后，那么在软件配置了深度睡眠之后又重新给gpio赋值，这就相当于唤醒了MCU，造成进入深度睡眠之后MCU马上又被唤醒复位了，也就是深度睡眠的现象变成了复位的现象！
当然这里也可以把“led_close(LEDALL);”语句放在“PW_CTRL->DSLP_SYS = 1;”语句之后，但是这两个语句之间必须要加上100us以上的延时，但是这时候“led_close(LEDALL);”语句永远也得不到运行了！
上面函数可做如下调用：
PIN_CONFIG->PIN_8_POL = PIN_INPUT_IVERTED;
SystemSleepSYD(POWERDOWN_WAKEUP, 0, 1, BIT8);
注意：软件要等待硬件的现象在其他系统行为中也有可能存在，必须说调用复位命令让MCU复位的时候在调用命令之后也必须等待硬件相应！复位行为请看：SYD8801代码解析二【复位等特殊系统行为要等待硬件响应】：http://blog.csdn.net/chengdong1314/article/details/73929998
低功耗测试步骤：
低功耗的测试步骤分为三步：分别烧录4K_setting、service、hex三个文件，其中4K_setting由原厂提供，只有这样才能够得到正确的低功耗！
下面简单的列出了烧录步骤，更加详细的步骤请看：http://blog.csdn.net/chengdong1314/article/details/70161095
对于批量生产的时候有专门的批量烧录工具，请看：http://blog.csdn.net/chengdong1314/article/details/68489039
1. 电脑连接上开发板的串口,打开串口，并且按下复位键，这时候PC上的工具界面如下：
2、在“setting”选项中选择官方提供的4k固件（已改在得到的工程文件中都有，以4K开头的bin文件），选择结束之后这个工具自动把固件下载到芯片中：
2. 烧写配置ROM代码的服务配置文件（随软件一起提供的TXT文件），比如《Vendor_Service_GATT_DB_160804.txt》，如下：
3. 最后烧写工程代码生成的hex文件，比如《Ble_Vendor_Service.hex》：
对于SYD8801开发板：
芯片消耗的电流是VBAT，而IO口的漏电是VDDIO，这两者加起来是SYD8801消耗的总电流，这两个电流在开发板上的J7上可以测试，原理图如下：
这里可以把J7的2和4管脚短路，这时候从3.3V电源留到J7的2和4的电流总和就是要测试的芯片电流，连线示意图如下：
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