在嵌入式系统设计中，为有效降低整体功耗并实现灵活的电源管理，利用单片机通用输入输出（GPIO）引脚为其他低功耗芯片供电，已成为一种实用且高效的解决方案。该方式不仅有助于节能，还可通过程序精确控制供电时序，显著提升系统的可控性与能效。本文将系统阐述基于单片机 GPIO 为低功耗芯片供电的工作原理、硬件设计、典型应用及注意事项。

一、供电原理分析
单片机的 GPIO 引脚是可编程的数字接口，配置为输出模式后可输出高电平或低电平。以常见的 3.3V 单片机系统为例，GPIO 高电平输出约为 3.3V，低电平接近 0V。若低功耗芯片的工作电压与电流需求在此范围内，即可直接或间接通过 GPIO 供电。

需特别注意，GPIO 引脚驱动能力有限，通常单个引脚最大输出电流在数毫安至数十毫安之间。因此，必须确保待供电芯片的工作电流不超过该范围，否则可能引起单片机负载过重、输出电压跌落，甚至损坏引脚或外部芯片。

二、硬件设计与连接方法
设计时需明确单片机与低功耗芯片的电压、电流要求。例如，STM32 单片机与 nRF52 系列低功耗蓝牙芯片均工作在 1.7V–3.6V 范围内，电压兼容性好。

基本连接方法如下：

将单片机某一 GPIO 引脚连接至低功耗芯片的电源输入正极（VCC）；

芯片电源地（GND）连接至系统地；

为限制冲击电流，可在 GPIO 与芯片 VCC 间串联一小阻值电阻（如10–100Ω）；

为增强稳定性，应在芯片电源引脚附近并联一颗0.1–10μF的去耦电容，以抑制噪声。

若所需电流超过 GPIO 驱动能力，可借助 GPIO 控制 MOS 管等开关元件，由外部电源为芯片供电，实现更大电流负载的灵活管理。

三、典型应用场景
物联网终端设备：
在电池供电的传感器节点等设备中，可使用单片机 GPIO 为通信模块（如蓝牙、LoRa）或传感器周期性供电。工作时开启，休眠时切断供电，大幅延长待机时间。

智能家居系统：
对不常用的模块（如温湿度传感器、人体红外检测）采用 GPIO 控制供电，实现按需用电，降低系统待机功耗，符合绿色节能的设计要求。

便携式医疗与检测设备：
在数据采样间隔较长的应用中，通过 GPIO 控制模拟前端或信号调理芯片的供电，减少空耗，提升设备运行效率。

四、注意事项
电流能力评估：务必确认芯片工作电流（包括峰值电流）在 GPIO 驱动能力之内，必要时使用三极管或 MOS 管进行电流扩展。

电源稳定性：加入足够的去耦电容，尽量缩短电源走线，降低电源噪声，避免芯片误动作。
-软件控制逻辑：在程序中加入必要的延时和状态判断，防止频繁开关电造成芯片逻辑异常。

保护措施：可适当加入限流电阻、稳压二极管等元件，预防短路或电压尖峰损坏器件。

五、结语
利用单片机 GPIO 为低功耗芯片供电是一种简单而有效的电源管理方式，特别适合对功耗敏感的应用场合。合理设计硬件电路并结合软件控制，能够在满足功能需求的同时显著降低系统功耗。随着低功耗芯片和单片机技术的不断发展，该技术有望在更多嵌入式领域中得到推广与深化。