雜談單片機(jī)低功耗設(shè)計(jì)

用51做低功耗，太累了低功耗多得是，像PIC、EMC輕松做到20uA以下，51有POWER DOWN，但只能復(fù)位喚醒，有少數(shù)可用INT喚醒，太麻煩。有些有雙晶體的單片機(jī)，做低功耗最簡(jiǎn)單，平時(shí)用32768工作也只有20uA，這種單片機(jī)一般帶有LCD。EMC內(nèi)有PLL單片機(jī)做功耗系統(tǒng)很方便，象78565，567，功能強(qiáng)價(jià)格低samgsung的單片機(jī)可以做到565匠人也用過(guò)。平時(shí)進(jìn)IDLE模式，功耗只有幾個(gè)UA分級(jí)供電和外部喚醒確是一種可行的辦法 在分級(jí)供電中要注意的是如果電源是小電流的穩(wěn)壓器件最好有一個(gè)比較大的蓄電電路，要不然單片機(jī)喚醒和上電時(shí)可能會(huì)起動(dòng)不了，而且可能會(huì)進(jìn)入一個(gè)不希望的振蕩期，比如單片機(jī)要起振，電流增大，這時(shí)電源供不起，電壓就下降，引起的是單片機(jī)又停振電壓又回升!所以一個(gè)合理的電源管理電路就顯得很關(guān)鍵，這方面的專(zhuān)業(yè)IC將是未來(lái)一個(gè)很有前途的產(chǎn)業(yè)!這個(gè)IC應(yīng)有一個(gè)內(nèi)部低速的定時(shí)器和一個(gè)專(zhuān)門(mén)的蓄電管理電路，當(dāng)電路進(jìn)入低功耗后應(yīng)該將蓄電電路沖滿(mǎn)以備喚醒和大功耗時(shí)用，這種電路主要用于小電流供電的環(huán)境，它可以為小電流供電環(huán)境提供一個(gè)短時(shí)間的大電流工作。 另外單片機(jī)的耗電除了核本身的耗電外，大多是IO口的耗電，大家可以通過(guò)降低主頻，將IO口置在比較合適的狀態(tài)來(lái)達(dá)到一個(gè)比較省心又省力的方式。而且不全理的頻繁喚醒有時(shí)會(huì)帶來(lái)更多的電耗!

用TI的單片機(jī)MSP430系列非常省電。正常工作時(shí)幾百微安，掉電時(shí)約1微安87LPC76X低功耗51，32k時(shí)20uA使用雙振的單片機(jī)，在系統(tǒng)不忙的時(shí)候使用32768的晶振，同時(shí)進(jìn)入SLEEP這樣處理通常耗電都在幾個(gè)uA.在處理SLEEP喚醒后的程序需要小心處理，特別是臺(tái)灣的單片機(jī)。ATMEL89C52 Powerdown mode下最少是40微安。常用的485，232，modem，flash都不是低功耗可關(guān)斷的。

高速51： C8051FXXX在1M指令流下，VDD僅僅1.5mA用IO口控制RC振蕩頻率?

用RC振蕩方式，并將IOSI口接一個(gè)電阻到IO口上。通過(guò)切換IO口的電平來(lái)切換頻率，方法如下：

功耗，在電池供電的儀器儀表中是一個(gè)重要的考慮因素。PIC16C××系列單片機(jī)本身的功耗較低(在5V，4MHz振蕩頻率時(shí)工作電流小于2mA)。為進(jìn)一步降低功耗，在保證滿(mǎn)足工作要求的前提下，可采用降低工作頻率的方法，工作頻率的下降可大大降低功耗(如PIC16C××在3V，32kHz下工作，其電流可減小到15μA)，但較低的工作頻率可能導(dǎo)致部分子程序(如數(shù)學(xué)計(jì)算)需占用較多的時(shí)間。在這種情況下，當(dāng)單片機(jī)的振蕩方式采用RC電路形式時(shí)，可以采用中途提高工作頻率的辦法來(lái)解決。體做法是在閑置的一個(gè)I/O腳(如RB1)和OSC1管腳之間跨接一電阻(R1)，如圖1所示。低速狀態(tài)置RB1=0。需進(jìn)行快速運(yùn)算時(shí)先置RB1=1，由于充電時(shí)，電容電壓上升得快，工作頻率增高，運(yùn)算時(shí)間減少，運(yùn)算結(jié)束又置RB1=0，進(jìn)入低速、低功耗狀態(tài)。工作頻率的變化量依R1的阻值而定(注意R1不能選得太小，以防振蕩電路不起振，一般選取大于5kΩ)。

改用C8051Fxxx，20MHz 僅僅10mA，若降到1MHz，可以做到1~2mA;或是干脆采用MSP430，一般1mA，稍稍采取措施，馬上可以接近零功耗。

大家不要以為更換CPU是很難的事情，我們僅僅用2周就更換成功CPU先天不足，51低功耗沒(méi)前途的msp430，m16等有很多低功耗單片機(jī)，功能強(qiáng)，又是精簡(jiǎn)指令，全天uA級(jí)工作成本也是關(guān)鍵，不一定非要低功耗器件。要很好的利用單片機(jī)的中斷和休眠功能，單片機(jī)盡可能的處于休眠等待狀態(tài)，同時(shí)注意空閑IO口的狀態(tài)，輸出的最好置低，輸入的要視外圍電路而定，不用的腳要處理好，不是簡(jiǎn)單不接就可以的另外，外圍電路可以做分區(qū)域的電源開(kāi)關(guān)，不用時(shí)，關(guān)閉電源，并將與其相連的單片機(jī)的IO口置低，減少信號(hào)線(xiàn)饋電。不知說(shuō)的對(duì)不對(duì)。

剛開(kāi)始做電池產(chǎn)品時(shí)，只有8031 ，考慮用PSEN什么的控制外部RAM，休眠方式，但是還是在十毫安級(jí)。 現(xiàn)在好了，有許多型號(hào)單片機(jī)本身就是低功耗，為了減少體積，還要追求更低。