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文件名称:Arduino 系列:Arduino MKR1000 (基于 SAMD21)_(13).电源管理与低功耗模式.docx
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总页数:24 页
更新时间:2025-06-27
总字数:约1.18万字
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电源管理与低功耗模式

电源管理基本概念

电源管理在嵌入式系统中是一个非常重要的概念,尤其是在电池供电的设备中。有效的电源管理可以显著延长设备的使用寿命,减少能源浪费。ArduinoMKR1000基于SAMD21微控制器,提供了多种电源管理和低功耗模式,以满足不同应用场景的需求。

电源管理的重要性

延长电池寿命:通过优化功耗,可以减少电池的消耗,延长设备的运行时间。

减少热量生成:低功耗模式可以减少设备的热量生成,提高系统的稳定性和可靠性。

提高系统效率:在不需要高性能的情况下,进入低功耗模式可以节省资源,提高系统的整体效率。

ArduinoMKR1000的电源管理功能

ArduinoMKR1000提供了以下几种电源管理功能:

休眠模式(SleepMode):在休眠模式下,CPU和大多数外设会停止工作,但存储器和部分外设仍保持工作状态。

待机模式(StandbyMode):在待机模式下,CPU和所有外设停止工作,但RAM和寄存器的内容保持不变。

关机模式(Power-downMode):在关机模式下,所有电源域都会被关闭,RAM和寄存器的内容也会丢失。

休眠模式

原理

休眠模式是ArduinoMKR1000中最常用的低功耗模式之一。在这种模式下,CPU和大多数外设会停止工作,但存储器(如RAM)和部分外设(如定时器和中断)仍保持工作状态。通过这种方式,可以在功耗和性能之间找到一个平衡点。

进入休眠模式

要使ArduinoMKR1000进入休眠模式,可以使用以下代码:

#includeLowPower.h

voidsetup(){

//初始化串口通信

Serial.begin(9600);

while(!Serial){

;//等待串口初始化完成

}

//配置引脚

pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT);

}

voidloop(){

//打开LED

digitalWrite(LED_BUILTIN,HIGH);

Serial.println(LEDisON);

delay(1000);

//关闭LED

digitalWrite(LED_BUILTIN,LOW);

Serial.println(LEDisOFF);

//进入休眠模式

LowPower.sleepNow();

}

代码解释

包含头文件:#includeLowPower.h引入了用于低功耗操作的库。

初始化串口通信:Serial.begin(9600)设置串口通信的波特率为9600。

等待串口初始化完成:while(!Serial){;}确保在继续执行之前串口已经初始化。

配置引脚:pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT)将内置LED引脚配置为输出模式。

打开LED:digitalWrite(LED_BUILTIN,HIGH)将LED打开。

输出信息:Serial.println(LEDisON)通过串口输出信息。

延时:delay(1000)延迟1秒。

关闭LED:digitalWrite(LED_BUILTIN,LOW)将LED关闭。

输出信息:Serial.println(LEDisOFF)通过串口输出信息。

进入休眠模式:LowPower.sleepNow()使设备进入休眠模式。

退出休眠模式

ArduinoMKR1000可以通过外部中断、定时器中断或串口中断等方式退出休眠模式。以下是一个通过外部中断退出休眠模式的例子:

#includeLowPower.h

//定义外部中断引脚

constintinterruptPin=2;

voidsetup(){

//初始化串口通信

Serial.begin(9600);

while(!Serial){

;//等待串口初始化完成

}

//配置引脚

pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT);

pinMode(interruptPin,INPUT_PULLUP);

//附着中断

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin),wakeUp,FALLING);

}

voidloop(){

//打开LED

digitalWrite(LED_BUILTIN