有關(guān)單片機低功耗技術(shù)分析

邱丹 曹冬梅

摘 要：現(xiàn)階段人們的生活水平在不斷提升，然而伴隨著人們生活水平的不斷提升，人們面對的能源危機問題也在不斷加劇，越來越多的人們也開始意識到節(jié)能降耗工作的重要性，然而單片機系統(tǒng)的應(yīng)用會伴隨有能耗增加等一系列的問題，因此需要人們給予單片機低功耗技術(shù)分析工作一定的重視，從而起到節(jié)能降耗目的。本文主要對單片機低功耗技術(shù)展開了一定的分析，并且針對低功耗技術(shù)在單片機中的具體應(yīng)用展開了分析，希望可以為人們更好的使用單片機系統(tǒng)提出一些建議。

關(guān)鍵詞：單片機；低功耗；技術(shù)分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.138

單片機應(yīng)用系統(tǒng)在具體的應(yīng)用中會伴隨有能耗增加等一系列的問題，這樣很大程度上會限制了單片機系統(tǒng)的更好應(yīng)用以及普及，因此需要人們給予單片機低功耗技術(shù)一定的重視，在單片機系統(tǒng)中對低功耗技術(shù)展開科學(xué)并且合理的應(yīng)用，從而促進單片機系統(tǒng)的更好發(fā)展。

1 單片機低功耗技術(shù)分析

1.1 有效提升單片機系統(tǒng)的集成度

現(xiàn)如今，高集成度這一理念已經(jīng)在芯片設(shè)計中得到很大的普及，基本上可以實現(xiàn)對外圍電路進行優(yōu)化這一目的，有效降低單片機系統(tǒng)的功耗。高集成度的芯片設(shè)計方式可以很大程度上將芯片的實際功耗性能進行優(yōu)化，因此人們在對單片機展開設(shè)計工作時可以對該方式展開科學(xué)的應(yīng)用，從而起到降低功耗這一目的。

1.2 將電源電壓的實際范圍進行擴寬

如果選用的是較為先進的工藝對單片機展開制作，那么單片機便可以在一個比較更為寬廣的電源電壓中得到穩(wěn)定并且連續(xù)的工作，而如果單片機的實際電源電壓范圍可以得到擴寬，那么也就意味著其他領(lǐng)域也得到了擴寬，尤其是針對便攜式設(shè)備，基本上可以將電池作為電源，也就無需人們對電池會產(chǎn)生放電效應(yīng)這一問題展開過多考慮，并且不需要特意對穩(wěn)壓電路展開設(shè)置，起到降低功耗的效果。

1.3 同時配備低速以及高速這兩個時鐘

就單片機系統(tǒng)而言，如果其工作頻率獲得增加，那么產(chǎn)生的功耗也會增加，為了可以起到降低功耗的效果，可以在單片機系統(tǒng)內(nèi)部進行兩個獨立時鐘系統(tǒng)的設(shè)置，其中一個是高速主時鐘，另外一個是低速的副時鐘，這樣人們便可以將實際需要作為依據(jù)對CPU主時鐘的頻率展開一定比例的降低，起到讓功耗降低的目的。在相對比較空閑的時間單片機系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化成低速工作狀態(tài)?？梢酝ㄟ^相關(guān)軟件實現(xiàn)對寄存器的賦值從而起到對時鐘頻率進行調(diào)整的效果，或者實現(xiàn)副時鐘和主時鐘的切換。

1.4 對系統(tǒng)內(nèi)部的定時器展開應(yīng)用

NEC單片機系統(tǒng)內(nèi)部存在有時鐘定時器的設(shè)置，可以每間隔0.5秒的時間就中斷一次，這樣的話即使單片機系統(tǒng)已經(jīng)處在休眠模式依舊可以發(fā)揮定時喚醒這一功能，這樣便可以為那些需要進行在線計時并且處在間歇運行狀態(tài)的單片機提供一個非常科學(xué)的節(jié)能方式。當CPU即將進入休息狀態(tài)時可以轉(zhuǎn)換成為STOP模式，有效將電源的功耗進行降低，等到時鐘進入到中斷模式時，CPU便可以再次處在運行狀態(tài)。

2 CMOS單片機中低功耗技術(shù)的一些具體應(yīng)用

2.1 將單片機的實際運行功耗進行降低

單片機系統(tǒng)具備的運行模式一般情況下可以分為兩種狀態(tài)，其一，處理任務(wù)這一狀態(tài)，其二，等待對任務(wù)進行處理這一狀態(tài)。當單片機處在處理任務(wù)這一狀態(tài)時，其大部分功耗都是用來進行任務(wù)的處理，該功耗被稱作運行功耗，將CMOS工藝作為基礎(chǔ)展開制作的單片機通常會選擇一下方式來將自身功耗進行降低。

其一，對電源電壓展開調(diào)整。運行功耗會受到多方面因素的影響，在所有影響因素中，功耗二次方和電源電壓這兩者存在有一定的正相關(guān)性，因此對電源電壓展開控制可以起到降低功耗的效果，有點需要人們注意，在對電源電壓進行選擇時需要保證電源電壓可以符合單片機系統(tǒng)提出的綜合性要求，從而真正起到降耗效果[1]。

其二，對門電路的數(shù)量展開合理的減少。單片機系統(tǒng)的實際功耗可以說是全體門電路功耗的相加水，因此人們在對單片機展開設(shè)計時需要對門電路的數(shù)量展開合理控制以及減少。與此同時在對器件展開選型工作時需要可以滿足功能要求，在滿足功能要求這一基礎(chǔ)上盡量將結(jié)構(gòu)進行簡化，從而起到良好的降耗效果。

其三，對時鐘頻率展開有效的降低.在單片機系統(tǒng)中，時鐘頻率和功耗存在有正相關(guān)關(guān)系，因此可以借助對時鐘頻率展開有效的降低這一方式來起到降耗目的，需要注意，在對單片機系統(tǒng)展開設(shè)計時需要在滿足正常運行提出的要求基礎(chǔ)上對時鐘頻率展開科學(xué)的降低[2]。

2.2 降低待機功耗

其一，自動中斷設(shè)置。在單片機系統(tǒng)中，有很大一部分的時間處在待機狀態(tài)，然而待機狀態(tài)下產(chǎn)生的功耗又是無效的，因此需要人們采取有效的措施降低待機功耗，可以考慮在單片機系統(tǒng)上進行MCU的安裝，從而實現(xiàn)對多個不同模塊的分別管理，可以在單片機系統(tǒng)中對自動中斷時間展開科學(xué)并給合理的設(shè)置，這樣一旦進入待機狀態(tài)并且待機時間已經(jīng)比門限值高時系統(tǒng)便可以自動展開中斷操作，斷開處在待機狀態(tài)下的模塊電源，起到降耗效果[3]。

其二，將不具備實際效應(yīng)的那些外圍電路模塊進行階段。這些外圍電路模塊在運行過程中會產(chǎn)生大量的功耗，因此可以提前進行功耗控制系統(tǒng)的設(shè)置，對那些不具備實際效應(yīng)的外圍電路模塊展開及時的切斷，從而實現(xiàn)對電路的科學(xué)管理，起到降耗效果。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)如今單片機系統(tǒng)在不斷發(fā)展以及進步并且在社會上各個不同的領(lǐng)域都得到了非常廣泛的應(yīng)用，然而伴隨著單片機發(fā)展的同時單片機系統(tǒng)的功耗也成了人們廣泛關(guān)注的重點問題，因此需要人們給予單片機低功耗技術(shù)一定的重視，對低功耗技術(shù)展開科學(xué)的應(yīng)用，從而實現(xiàn)對單片機系統(tǒng)的合理并且高效設(shè)計，促進單片機的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]楊保龍.有關(guān)單片機低功耗技術(shù)分析[J].科技風，2015（19）：90.

[2]黃辰辰.淺議單片機低功耗技術(shù)[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2015（07）：56.

[3]刁維強.單片機低功耗技術(shù)應(yīng)用研究[J].消費電子，2013（08）：156.

作者簡介：邱丹（1978-），女，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，講師，主要研究方向：智能控制、電子技術(shù)、電氣控制等。