BlueNRG-LPS 开机峰值电流优化指南：软件寄存器配置实操

BlueNRG 系列芯片开机瞬间会出现约 20mA 的峰值电流，这一数值超过了多数纽扣电池 15mA 的典型耐受上限，容易导致设备启动异常或电池寿命缩短。值得注意的是，仅 BlueNRG-LPS 系列支持通过软件修改寄存器限制峰值电流，BlueNRG-1/2、BlueNRG-LP 受硬件设计限制无法实现该功能。本文基于 ST 官方 LAT1356 应用笔记，详解峰值电流的测试方法与软件优化流程，适配 STEVAL-IDB012V1A 开发板及同类硬件。

1. 核心背景与适用范围

1.1 问题核心

• 默认现状：BlueNRG-LPS 开机峰值电流约 20mA，超出纽扣电池耐受范围；
• 优化原理：通过配置芯片 PWR->CR5 寄存器的 SMPS_PRECH_CUR_SEL 字段，限制 SMPS 预充电电流；
• 档位范围：支持 2.5mA、5mA、10mA、20mA（默认）四档可调，满足不同供电场景需求。

1.2 工具清单

• 硬件：STEVAL-IDB012V1A 开发板、LPM01A 功率测量板、Type-C USB 线、适配连接线；
• 软件：STM32CubeMonitor-Power 工具、STM32CubeIDE/IAR（代码编译）、rf_driver_ll_pwr.h 头文件（含 API 函数）。

2. 开机峰值电流测试方法

2.1 硬件连接步骤

1. 将待测 BlueNRG-LPS 开发板与 LPM01A 功率测量板按图示连接；
2. 配置 LPM01A 板的 J9/J10 跳线：PIN#1 接 GND，PIN#3 接 3V 输出；
3. 连接 JP_VBLE 跳线至 PIN2，确保功率测量通路导通；
4. 用 Type-C USB 线将 LPM01A 板连接至 PC。

2.2 软件测试操作

1. 安装并打开 STM32CubeMonitor-Power 工具；
2. 选择对应串口，点击 “连接” 按钮建立通信；
3. 按需设置采样时长、数据精度等参数，点击 “START ACQUISITION” 开始采集；
4. 观察工具生成的电流波形，默认状态下可清晰看到 20mA 左右的开机峰值电流（持续约 2550us）。

3. 软件优化步骤：限制峰值电流

3.1 核心 API 函数说明

• 设置电流档位：LL_PWR_SetSMPSPrechargeLimitCurrent(uint32_t CurrentLimit)；
• 读取当前档位：LL_PWR_GetSMPSPrechargeLimitCurrent(void)。

3.2 代码修改实操

1. 打开 BlueNRG-LPS 项目工程，定位至 main.c 文件；
2. 在系统时钟初始化（SystemInit）完成后、BLE 协议栈初始化（DeviceInit）前，插入电流限制函数调用（关键位置不可错）；
3. 按供电需求选择对应档位，核心代码示例如下：

（1）限制为 10mA（通用适配档位）

int main(void)
{
  PowerSaveLevels stopLevel;
  
  // 系统时钟初始化（原有代码）
  if(SystemInit(POWER_CONSUMPTION_DEMO_SYSTE_CLOCK, POWER_CONSUMPTION_DEMO_BLE_CLOCK) != SUCC)
  {
    while(1); // 初始化失败处理
  }
  
  BSP_IO_Init();
  UART_Init(); // 串口初始化（原有代码）
  
  // 核心配置：设置开机峰值电流为10mA
  LL_PWR_SetSMPSPrechargeLimitCurrent(LL_PWR_SMPS_PRECH_LIMIT_CUR_10);
  
  // BLE协议栈初始化（原有代码）
  ModulesInit();
  DeviceInit();
  
  printf("Power Consumption Testrn");
  // 后续业务逻辑代码...
}

（2）其他档位快速配置

• 5mA 档位（低功耗场景）：LL_PWR_SetSMPSPrechargeLimitCurrent(LL_PWR_SMPS_PRECH_LIMIT_CUR_5)；
• 2.5mA 档位（超高电池敏感场景）：LL_PWR_SetSMPSPrechargeLimitCurrent(LL_PWR_SMPS_PRECH_LIMIT_CUR_2_5)；
• 恢复默认 20mA：LL_PWR_SetSMPSPrechargeLimitCurrent(LL_PWR_SMPS_PRECH_LIMIT_CUR_20)。

3.3 编译与验证

1. 保存代码后编译工程，确保无语法错误；
2. 将固件下载至开发板；
3. 重复 “峰值电流测试流程”，验证实际峰值电流是否与配置档位一致。

4. 优化效果对比

5. 关键注意事项

1. 调用时机：必须在系统时钟初始化后、BLE 协议栈初始化前调用 API，否则配置不生效；
2. 芯片兼容性：仅 BlueNRG-LPS 支持该功能，其他 BlueNRG 系列调用会编译报错，需提前确认芯片型号；
3. 测量校准：修改档位后需重新测试验证，避免因硬件差异导致实际电流与配置档位偏差；
4. 平衡取舍：电流档位越低，开机预充电时间略有延长，需在 “电流限制” 与 “启动速度” 间找到平衡点。