文章转载，有些混乱，但值得一读。
现在单片机应用领域很多，都是用电池供电，节能已经成为设计工程师普遍关注的问题。
希望大家讨论一下这方面。 讨论的方向如下： 1.如何降低系统功耗？(软件？硬件？ 2.你在这方面有什么教训？(可以拿出来和大家分享) 3.各种芯片的功耗比较？ 4、SLEEP模式应用的注意事项？ 5.介绍一些新型节能器件？ 6.其他与低功耗设计相关的话题？…… 进入掉电模式 现在有很多低功耗多，尤其是进入掉电模式后，只有1部uA电流。您也可以使用电源管理方法，在不工作时关闭系统电源，这样我使用51芯片很长一段时间，最初非常不满意它的功耗，但因为它的价格越来越便宜，它的成本性能仍然很好，所以我不能摆脱它。 1、休眠。一般系统不会忙，适当的休眠或可以节省一些功耗，在一些简单的系统中，花更多的时间休眠已经成为节能的关键，你看到其他芯片不耗电，只有单片机，这是关键，有时，增加主频会得到更多的休眠时间，但使系统功耗更小。但值得注意的是，定期切换休眠和工作状态会产生电源mV水平波动，特别是对于许多线性稳压器，只有100mA内部输出能力更明显，这种波动可能会影响系统AD还有其他一些模拟电路值得注意。 2、掉电。如果进入断电模式，许多51芯片无法通过中断重新开始工作，可以添加微功耗单片机进行复位。该单片机只负责键盘扫描和复位51单片机，并将键盘代码发送到51芯片。我以前见过一个耗电量很小的手持设备，但它包括大容量存储、显示、输入、数据输出、检索等功能，通常是89C51总是处于断电状态，但键盘操作后，复位开始操作，键盘发送任务后自动断电。 3.复杂的操作。复杂的操作（如指数操作和浮点乘除）肯定会占据更多的系统时间顺序，并对减少休眠时间做出反应。你可以通过检查表格来代替现场计算。你不能睡得更多吗？ 4.如果软件任务少到一定程度，可以考虑32晶体k去运行，其实更省电，但这意味着51软件基本上没有什么高速的事情要做，也不需要串行通信，否则，还是老老实实面对现实吧。 我认为51芯片不适合电池供电系统，但从开发周期来看，其开发环境非常好。毕竟，它可以携带8位机器的相对大型应用程序，有时它必须使用。我觉得距离51最靠近的AVR单片机更适合未来的应用，因为它的性能和价格都比其他单片机好，除非51芯片将来能做到3MIP工作电流小于2mA，休眠电流小于500uA，掉电电流小于10uA。在许多设计中，采用线性降压方法，电源损耗大，如提高电源电压和高效率DC－DC电源可延长89电源的使用时间C8252掉电，看门狗做系统运行时钟，同时将看门狗复位为软件模拟成看门狗中断和狗RAM值班室登记同时也登记了当前的登记PC 1值，然后睡死过去！ 平均功耗不大于5V/0。3MA，而且抗干扰性强！ 软件优化很重要！ 如64MS一个狗叫！起床做40个指令，24MHZ下最多：40*0。5=20US 所以占空比:20/640000=1/3200 平均电流下降3200倍！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ 外设会受复位改变吗？当然！但锁存器干什么啊？！ 如何知道程序能运行多久？下一个操作指令在哪里运行？ 如果你自己的程序在任何时候都在那个区域运行，你都不知道，那又叫什么软硬件？ 一啊？！ 如果系统任务不忙，可以定期复位你的看门狗，但是。。。在很多情况下，都做不到。我的51系统只有200微安省电是个大问题，尤其是51系统，但只有用心才能做到，尤其是工作任务少的时候。我的水文遥测系统，用12伏电池只耗电200微安，8Mbit data flash，一个调制解调器，一个时钟，一个485通信口，一个232通信口，还有六个数字管。够了吗？但是他们平时不工作。我也用看门狗复位唤醒51台单片机，每1台.6秒一次，用的是x25045，然而，25045的复位时间是200毫秒。实验发现，51只需要30毫秒就可以从断电返回正常工作。不要低估节省的100毫秒以上，因为51每次醒来都可以立即发现没有任务POWERDOWN所以加了一个CMOS单稳复位。其它的就是口线的状态一定要注意，不要让它吸收电流也不要输出电流，要是做不到可以试着加一此电路，如反相器． 稳压电源是一件需要权衡的事情。虽然开关稳压效率高，但低功耗设计不一定正确。开关电源本身消耗的电流是个大问题。微安级系统可能需要特殊处理。我用的是max667线性稳压数微静态电流。尽管许多51芯片支持外部中断触发芯片脱离POWER DOWN状态(如华邦W78E58、W77E58），但还是解决不了串行通信的问题，而且对于需要内部精确定时的场合，从POWER DOWN正常工作需要很长时间，恐怕很难接受。没有厂家能生产出高速小功耗的51芯片吗？没有厂家能生产出高速小功耗的51芯片吗？不合理，PHILIPS不是玩了很久吗？如何在12中制造芯片？MHz下还是大于10mA，还有几种休眠mA，吹牛没下功夫！ 用51做低功耗，太累，低功耗多，像PIC、EMC轻松做到20uA以下，51有POWER DOWN，但只能复位唤醒，少数可用INT唤醒，太麻烦了。有些单片机有双晶体，低功耗最简单，32768工作只有20个uA，这种单片机一般都有LCD。EMC内有PLL单片机制作功耗系统非常方便，如78565，567，功能强，价格低samgsung565工匠也用过单片机。平时进IDLE模式，功耗只有几个UA分级供电和外部唤醒确实是一种可行的方法 在分级供电中，需要注意的是，如果电源是一个小电流的稳压器件，最好有一个相对较大的蓄电电路，否则单片机在唤醒和上电时可能无法启动，并可能进入不希望的振荡期。例如，如果单片机需要振动，电流会增加，此时电源负担不起，电压下降，导致单片机停振电压再次上升！因此，在这方面，一个合理的电源管理电路是非常关键的IC未来将是一个很有前途的行业！因此，在这方面，一个合理的电源管理电路是非常关键的IC将是未来一个很有前途的产业！这个IC应配备内部低速定时器和专用蓄电管理电路。当电路进入低功耗时，应填充蓄电路以唤醒和耗时。该电路主要用于小电流供电环境，可为小电流供电环境提供短时间的大电流工作。 此外，除了核本身的功耗外，单片机的功耗大多是IO你可以通过降低主频来降低口的耗电量IO口置处于更合适的状态，达到更省心省力的方式。不合理的频繁唤醒有时会带来更多的电耗！ 用TI的单片机MSP430系列非常省电。正常工作时数百微安，掉电时约1微安87LPC76X低功耗51,32k时20uA使用双振单片机，在系统不忙的时候使用32768晶振，同时进入SLEEP这种处理通常消耗多少电？uA.在处理SLEEP唤醒后的程序需要小心处理，特别是台湾的单片机，有时厂家给出的资料都要小心，我碰到过。不知道你用的是哪个51单片机，能耗这么低。据我所知ATMEL89C52 Powerdown mode至少40微安。您的系统中有这么多设备，即使它们是低功耗和可关闭的设备，您的系统每次工作都必须启动所有设备才能运行。启动过程有多长？你的单片机不会在12号工作V是的，你还需要一个电压变换器，它通常不用电吗？你的CMOS稳定不用电吗？据我所知常用的485，232，modem，flash如果你使用特殊的设备，实用的意义是什么？或者你使用其他设备来控制这些耗电设备，那么你一定是硬件大师。能指出一二吗？ 高速51: C8051FXXX在1M指令流下,VDD仅仅1.5mA用IO口控制RC振荡频率？ 用RC并将振荡IOSI接口一个电阻IO嘴上IO切换频率的方法如下： 功耗是电池供电仪器的重要考虑因素。PIC16C××系列单片机本身功耗低(5V，4MHz振荡频率时，工作电流小于2mA）。为了进一步降低功耗，在保证满足工作要求的前提下，可以采用降低工作频率的方法，可以大大降低功耗(如PIC16C××在3V，32kHz工作时，其电流可降至15μA），但较低的工作频率可能会导致一些子程序(如数学计算)占用更多的时间。在这种情况下，当使用单片机振荡时RC电路形式时，可采用中途提高工作频率的方法。身体做法是闲置的I/O脚（如RB1）和OSC管脚之间跨接一个电阻（R1)，如图1所示。低速状态置RB1=0。需要快速操作时，首先要先进行RB1=1.充电时，电容电压上升迅速，工作频率增加，计算时间减少，计算结束时放置RB1=进入低速、低功耗状态。根据工作频率的变化R1的电阻值取决于(注意)R1不能选择太小，以防振荡电路不振动，一般选择大于5kΩ）。 改用C8051Fxxx,20MHz 仅仅10mA,若降到1MHz,可以做到1~2mA; 2. 或者干脆用MSP430,一般<1mA,采取一点措施，立即接近零功耗！ 不要以为换了CPU这是一件非常困难的事情，我们只需要2周就能成功地取代它CPU先天不足，51低功耗没有前途msp430,m16等低功耗单片机多，功能强，指令简化，全天uA等级工作成本也是关键，不需要低功耗设备。我认为我们应该充分利用单片机的中断和休眠功能。单片机应尽可能处于休眠等待状态，注意空闲IO口的状态，输出最好放低，输入要看外围电路，不用的脚要处理好，不能简单的连接 此外，外围电路可作为不同区域的电源开关，不使用时关闭电源，并将其连接到单片机IO低口置，减少信号线馈电。我不知道这是否正确。 刚开始做电池产品时,只有8031 ,考虑用PSEN控制外部的东西RAM,但仍在十毫安级. 现在，有许多型号的单片机本身功耗低，为了减少体积，但也追求更低. 1.良好的系统设计是降低功耗的关键. 减少外围设备，降低晶体频率.可以采用带lcd,ad,单片机实时钟功能，即降低成本，降低故障率，可谓一举两得.HOTEL,PHILIPS,PIC 都有此类单片机. 低的主频也可以降低功耗,如ZILOG的单片机可以程序控制对主频的分频,在不忙时把频率降低,需要时在提高. HOLTEK的可以采用双频率工作,高主频可以关闭,32768可以提供内部精确计时,还可以激活休眠的单片机工作. 2.降低系统电压,可以降低功耗. 3.合理处理不用的IO口,最好设为输入态.对外围电路也要考虑,如光耦,尽量使其导通态<断开态.驱动三极管的状态.还有就是上拉,下拉电阻值,太小也会造成漏电. Mega8的一个特点是带有内部的RC振荡器，别小看他，他与晶振的不同之处在于他的起振时间很短，只要几uS，而晶振一般要几十mS，所以低功耗设计时一定要用，430的宣传不是也讲起动时间6uS吗，那一样是指的RC振荡开始工作的时间。我得设计静态电流50uA，实际只是LCD模块的电流，单片机平时处在掉电的状态。每隔1S倍液晶模块唤醒一次，作一次显示的刷新工作，耗时约4mS，正常工作时如果有脉冲来的话，就作一些运算，脉冲频率50Hz，每次运算不过200uS，这样下来，正极的功耗大大降低，加上一些外围电路，平均在100uA以下。 低功耗设计 现象一：我们这系统是220V供电，就不用在乎功耗问题了 点评：低功耗设计并不仅仅是为了省电，更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本、由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低，器件寿命则相应延长（半导体器件的工作温度每提高10度，寿命则缩短一半） 现象二：这些总线信号都用电阻拉一下，感觉放心些 点评：信号需要上下拉的原因很多，但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号，电流也就几十微安以下，但拉一个被驱动了的信号，其电流将达毫安级，现在的系统常常是地址数据各32位，可能还有244/245隔离后的总线及其它信号，都上拉的话，几瓦的功耗就耗在这些电阻上了（不要用8毛钱一度电的观念来对待这几瓦的功耗）。 现象三：CPU和FPGA的这些不用的I/O口怎么处理呢？先让它空着吧，以后再说 点评：不用的I/O口如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了，而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。如果把它上拉的话，每个引脚也会有微安级的电流，所以最好的办法是设成输出（当然外面不能接其它有驱动的信号） 现象四：这款FPGA还剩这么多门用不完，可尽情发挥吧 点评：FGPA的功耗与被使用的触发器数量及其翻转次数成正比，所以同一型号的FPGA在不同电路不同时刻的功耗可能相差100倍。尽量减少高速翻转的触发器数量是降低FPGA功耗的根本方法。 现象五：这些小芯片的功耗都很低，不用考虑 点评：对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的，它主要由引脚上的电流确定，一个ABT16244，没有负载的话耗电大概不到1毫安，但它的指标是每个脚可驱动60毫安的负载（如匹配几十欧姆的电阻），即满负荷的功耗最大可达60*16=960mA，当然只是电源电流这么大，热量都落到负载身上了。 现象六：存储器有这么多控制信号，我这块板子只需要用OE和WE信号就可以了，片选就接地吧，这样读操作时数据出来得快多了。 点评：大部分存储器的功耗在片选有效时（不论OE和WE如何）将比片选无效时大100倍以上，所以应尽可能使用CS来控制芯片，并且在满足其它要求的情况下尽可能缩短片选脉冲的宽度。 现象七：这些信号怎么都有过冲啊？只要匹配得好，就可消除了 点评：除了少数特定信号外（如100BASE-T、CML），都是有过冲的，只要不是很大，并不一定都需要匹配，即使匹配也并非要匹配得最好。象TTL的输出阻抗不到50欧姆，有的甚至20欧姆，如果也用这么大的匹配电阻的话，那电流就非常大了，功耗是无法接受的，另外信号幅度也将小得不能用，再说一般信号在输出高电平和输出低电平时的输出阻抗并不相同，也没办法做到完全匹配。所以对TTL、LVDS、422等信号的匹配只要做到过冲可以接受即可。 现象八：降低功耗都是硬件人员的事，与软件没关系 点评：硬件只是搭个舞台，唱戏的却是软件，总线上几乎每一个芯片的访问、每一个信号的翻转差不多都由软件控制的，如果软件能减少外存的访问次数（多使用寄存器变量、多使用内部CACHE等）、及时响应中断（中断往往是低电平有效并带有上拉电阻）及其它争对具体单板的特定措施都将对降低功耗作出很大的贡献。