淺談低功耗控制電路和程序設(shè)計(jì)思路

一：首先了解芯片的內(nèi)部功耗

芯片制作完整過程包括 芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、成本測(cè)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶片片制作過程尤為的復(fù)雜。首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，生成的圖樣開發(fā)一個(gè)手持設(shè)備，有一個(gè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)問題是必須要重視和解決的。那就是在待機(jī)狀態(tài)下如何做到最省電，即在待機(jī)狀態(tài)下如何做到盡可能的低功耗，比如用芯唐科技的Cortex-M0內(nèi)核的NUC100做手持電臺(tái)的開發(fā)，

1、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少(即該模式下的工作電流時(shí)多大，注一般的芯片都是uA級(jí)別的)。

通過查看NUC100芯片資料(在每個(gè)芯片手冊(cè)電氣特性或DC電氣特性一節(jié)會(huì)有說明)了解到該芯片的工作最大電流(體積小、低功耗、效率高、低閘極數(shù)、指令精簡(jiǎn)的處理器，8位機(jī)價(jià)格，32位機(jī)效能，C-語言，與Cortex-M3開發(fā)工具以及二進(jìn)制程序代碼兼容，便利的開發(fā)環(huán)境Keil? RVMDK 和IAR EWARM,180 uLL制程并運(yùn)用ARM標(biāo)準(zhǔn)單元資源庫，低閘極數(shù)的空間內(nèi)，功耗低到85 microwatts/MHz以下，NUC1xx系列包括：NUC100/ NUC120/NUC130/NUC140,NUC100 Cortex?-M0內(nèi)核系列最高可運(yùn)行至50MHz外部時(shí)鐘。)和深度休眠模式下的最低功耗 (最低功耗有Ipwd1,Ipwd2,Ipwd3,Ipwd4,表示NUC100內(nèi)部的模塊工作需要外部提供四個(gè)VDD接口，計(jì)算功耗時(shí)要把他們累加起來，這里給出了每個(gè)VDD接口的休眠模式下最低功耗值，當(dāng)然如果芯片可以關(guān)閉某個(gè)模塊的對(duì)應(yīng)的VDD,那就可以降低更多不必要的功耗了)

2、首先要了解的就是該芯片在深度休眠或睡眠模式下功耗是多少。

通過查看NUC100芯片資料了解到該芯片的工作最大電流(即最大功耗)和深度休眠模式下的最低功耗 .

二：電路供電系統(tǒng)的功耗分析

下圖是7R手臺(tái)控制電路(用2個(gè)端口做開關(guān)機(jī)判斷處理，按鍵開關(guān)機(jī)時(shí)波形圖(開/關(guān)機(jī)波形一樣))

上圖的工作原理是這樣的：

當(dāng)POWER_KEY按下不，TP1點(diǎn)就持續(xù)高電平(下面示波器波形圖的下面一個(gè)通道的波形圖)，

由于C1兩端電平不能突變，所以C1在POWER_KEY按下瞬間其兩端都是高電平(其實(shí)C1起到加速作用)，這樣三極管Q1的由于基極出現(xiàn)高電平會(huì)瞬間導(dǎo)通，然后，TP2點(diǎn)出現(xiàn)低電平，然后C1會(huì)通過Q1的基--Q1發(fā)射--R1--C1構(gòu)成一個(gè)回路進(jìn)行放電，注意C2電容的容量相比C1很小，0.1u=100000p,估計(jì)C2在此電路的作用就是濾除高頻成分的目的。

(這里容易糊涂：C1不能突變，POWER_KEY按下瞬間C1兩端不能突變，可是C2兩端也不能突變，所以C2兩端都是低電平，那C1和C2的交點(diǎn)電壓就打架了?,因?yàn)镃2電容量相比C1的電容量很小，幾乎對(duì)C1不會(huì)產(chǎn)生影響，當(dāng)然如果C1和C2都是0.1uf,這POWER_KEY1導(dǎo)通瞬間，由于C1 C2兩端電壓都不能突變，則他們的交點(diǎn)電壓應(yīng)該是2.5V)

下面用一個(gè)端口實(shí)現(xiàn)的開關(guān)機(jī)功能(因?yàn)镮NT0和PB14功能可以做程序中作改變)：