光感突变遥测设备的低功耗采样与射频时序取舍

该设备用于监测环境光突变，并通过 433MHz 上报遥测事件。检测到光线快速变暗时，立即发送光线下降遥测信号；计时到 30 分钟时发送结束信号；期间检测到光线上升时，发送光线上升遥测信号。项目使用 PY32F002A，实测平均电流 12µA。

工程重点只有两个：平时怎样以足够低的功耗识别光照变化，事件发生时怎样稳定发出接收端能识别的脉冲。具体外设配置会随平台变化，本文只保留影响设计选择的部分。

STOP 模式无法让 ADC 持续值守

最直观的做法是让 ADC 模拟看门狗持续监测，越过阈值后再唤醒 CPU。问题是深度睡眠会关闭 ADC 及其时钟，模拟看门狗也随之停止；保留 ADC 工作只能使用功耗更高的睡眠模式。

本项目检测的是秒级光照变化，没有必要为毫秒级响应长期供电。因此 MCU 平时进入 STOP 模式，由低功耗定时器每秒唤醒一次，完成 ADC 采样后立即回睡。信号变化速度决定采样策略，具体 MCU 型号不改变这项判断。

秒级采样下的光突变判定

每次唤醒后连续采样并取平均，用于压低随机噪声；最近三个结果组成滑动窗口，窗口首尾差同时满足幅度和方向条件时才累计确认。连续两次命中后发送对应方向的遥测信号，单个尖刺不会直接触发。

判断采用相对变化量，因此不要求把传感器电压换算成绝对照度。发送光线下降遥测信号后先暂停一次判断，再以新光照重建基准，避免后续波动立刻被误判为光线上升。30 分钟结束信号由独立超时计时负责。

这套思路适合变化缓慢、允许秒级延迟的场景。需要快速响应时，应重新评估采样周期和睡眠模式。

HAL GPIO 操作让射频脉宽偏长

最初的发码逻辑先调用 HAL_GPIO_WritePin 翻转电平，再延时 325µs 或 950µs。4MHz 主频下，GPIO 调用本身约耗时 40µs，这段时间被算进了脉冲，325µs 短脉冲实测接近 365µs。

修正分为两步：先缩短 GPIO 翻转路径，本项目直接写置位和复位寄存器；再按定时器的目标时刻切换每个边沿。后一条更重要，因为每个边沿都对齐预定时间，某次执行开销只影响当前等待，不会沿整帧累积。

可迁移的结论很简单：软件生成脉冲时，延时函数只控制调用后的等待时间，GPIO 操作和循环开销同样属于脉宽。最终应以示波器看到的边沿为准。

外设断电与 GPIO 漏电控制

未使用的 IO 若保留数字输入功能，悬空电平或外部干扰会使输入缓冲器中的施密特触发器反复翻转，产生额外功耗。待机时应把这些 IO 配置为模拟输入，或用芯片提供的方式关闭数字输入通道，同时关闭内部上下拉。

射频模块等非必要外设直接断电。外设断电后，连接到该外设的 IO 也要关闭数字输入和上下拉，避免信号脚反向供电或形成漏电路径；相邻的未使用 IO 同样按模拟输入处理。需要工作时再恢复外设供电和引脚功能，结束后重新关闭。

低功耗测试不能只测 MCU 的睡眠电流，还要检查外设供电、指示灯和所有 IO 状态。事件很少时，长期漏电通常比一次短暂发射更影响电池寿命。

低功耗实测结果

功率分析仪测得平均电流 12µA，STOP 模式基线最低 8µA，每秒采样的唤醒峰值约 1.7mA。结果说明周期唤醒适合本项目的秒级信号，射频发射虽有较高瞬时电流，但事件频率低，不主导长期平均功耗。