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(duì)的能源危機(jī)問(wèn)題也在不斷加劇，越來(lái)越多的人們也開(kāi)始意識(shí)到節(jié)能降耗工作的重要性，然而單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)伴隨有能耗增加等一系列的問(wèn)題，因此需要人們給予單片機(jī)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(duì)單片機(jī)低功耗技術(shù)展開(kāi)了一定的分析，并且針對(duì)低功耗技術(shù)在單片機(jī)中的具體應(yīng)用展開(kāi)了分析，希望可以為人們更好的使用單片機(jī)系統(tǒng)提出一些建議。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；低功耗；技術(shù)分析

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

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

1 單片機(jī)低功耗技術(shù)分析

1.1 有效提升單片機(jī)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(jì)中得到很大的普及，基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍電路進(jìn)行優(yōu)化這一目的，有效降低單片機(jī)系統(tǒng)的功耗。高集成度的芯片設(shè)計(jì)方式可以很大程度上將芯片的實(shí)際功耗性能進(jìn)行優(yōu)化，因此人們?cè)趯?duì)單片機(jī)展開(kāi)設(shè)計(jì)工作時(shí)可以對(duì)該方式展開(kāi)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(shí)際范圍進(jìn)行擴(kuò)寬

如果選用的是較為先進(jìn)的工藝對(duì)單片機(jī)展開(kāi)制作，那么單片機(jī)便可以在一個(gè)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(jī)的實(shí)際電源電壓范圍可以得到擴(kuò)寬，那么也就意味著其他領(lǐng)域也得到了擴(kuò)寬，尤其是針對(duì)便攜式設(shè)備，基本上可以將電池作為電源，也就無(wú)需人們對(duì)電池會(huì)產(chǎn)生放電效應(yīng)這一問(wèn)題展開(kāi)過(guò)多考慮，并且不需要特意對(duì)穩(wěn)壓電路展開(kāi)設(shè)置，起到降低功耗的效果。

1.3 同時(shí)配備低速以及高速這兩個(gè)時(shí)鐘

就單片機(jī)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(huì)增加，為了可以起到降低功耗的效果，可以在單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)置，其中一個(gè)是高速主時(shí)鐘，另外一個(gè)是低速的副時(shí)鐘，這樣人們便可以將實(shí)際需要作為依據(jù)對(duì)CPU主時(shí)鐘的頻率展開(kāi)一定比例的降低，起到讓功耗降低的目的。在相對(duì)比較空閑的時(shí)間單片機(jī)系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化成低速工作狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)寄存器的賦值從而起到對(duì)時(shí)鐘頻率進(jìn)行調(diào)整的效果，或者實(shí)現(xiàn)副時(shí)鐘和主時(shí)鐘的切換。

1.4 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的定時(shí)器展開(kāi)應(yīng)用

NEC單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部存在有時(shí)鐘定時(shí)器的設(shè)置，可以每間隔0.5秒的時(shí)間就中斷一次，這樣的話(huà)即使單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)處在休眠模式依舊可以發(fā)揮定時(shí)喚醒這一功能，這樣便可以為那些需要進(jìn)行在線(xiàn)計(jì)時(shí)并且處在間歇運(yùn)行狀態(tài)的單片機(jī)提供一個(gè)非?？茖W(xué)的節(jié)能方式。當(dāng)CPU即將進(jìn)入休息狀態(tài)時(shí)可以轉(zhuǎn)換成為STOP模式，有效將電源的功耗進(jìn)行降低，等到時(shí)鐘進(jìn)入到中斷模式時(shí)，CPU便可以再次處在運(yùn)行狀態(tài)。

2 CMOS單片機(jī)中低功耗技術(shù)的一些具體應(yīng)用

2.1 將單片機(jī)的實(shí)際運(yùn)行功耗進(jìn)行降低

單片機(jī)系統(tǒng)具備的運(yùn)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(duì)任務(wù)進(jìn)行處理這一狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)處在處理任務(wù)這一狀態(tài)時(shí)，其大部分功耗都是用來(lái)進(jìn)行任務(wù)的處理，該功耗被稱(chēng)作運(yùn)行功耗，將CMOS工藝作為基礎(chǔ)展開(kāi)制作的單片機(jī)通常會(huì)選擇一下方式來(lái)將自身功耗進(jìn)行降低。

其一，對(duì)電源電壓展開(kāi)調(diào)整。運(yùn)行功耗會(huì)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(duì)電源電壓展開(kāi)控制可以起到降低功耗的效果，有點(diǎn)需要人們注意，在對(duì)電源電壓進(jìn)行選擇時(shí)需要保證電源電壓可以符合單片機(jī)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(duì)門(mén)電路的數(shù)量展開(kāi)合理的減少。單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際功耗可以說(shuō)是全體門(mén)電路功耗的相加水，因此人們?cè)趯?duì)單片機(jī)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)門(mén)電路的數(shù)量展開(kāi)合理控制以及減少。與此同時(shí)在對(duì)器件展開(kāi)選型工作時(shí)需要可以滿(mǎn)足功能要求，在滿(mǎn)足功能要求這一基礎(chǔ)上盡量將結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而起到良好的降耗效果。

其三，對(duì)時(shí)鐘頻率展開(kāi)有效的降低.在單片機(jī)系統(tǒng)中，時(shí)鐘頻率和功耗存在有正相關(guān)關(guān)系，因此可以借助對(duì)時(shí)鐘頻率展開(kāi)有效的降低這一方式來(lái)起到降耗目的，需要注意，在對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需要在滿(mǎn)足正常運(yùn)行提出的要求基礎(chǔ)上對(duì)時(shí)鐘頻率展開(kāi)科學(xué)的降低[2]。

2.2 降低待機(jī)功耗

其一，自動(dòng)中斷設(shè)置。在單片機(jī)系統(tǒng)中，有很大一部分的時(shí)間處在待機(jī)狀態(tài)，然而待機(jī)狀態(tài)下產(chǎn)生的功耗又是無(wú)效的，因此需要人們采取有效的措施降低待機(jī)功耗，可以考慮在單片機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行MCU的安裝，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同模塊的分別管理，可以在單片機(jī)系統(tǒng)中對(duì)自動(dòng)中斷時(shí)間展開(kāi)科學(xué)并給合理的設(shè)置，這樣一旦進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)并且待機(jī)時(shí)間已經(jīng)比門(mén)限值高時(shí)系統(tǒng)便可以自動(dòng)展開(kāi)中斷操作，斷開(kāi)處在待機(jī)狀態(tài)下的模塊電源，起到降耗效果[3]。

其二，將不具備實(shí)際效應(yīng)的那些外圍電路模塊進(jìn)行階段。這些外圍電路模塊在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的功耗，因此可以提前進(jìn)行功耗控制系統(tǒng)的設(shè)置，對(duì)那些不具備實(shí)際效應(yīng)的外圍電路模塊展開(kāi)及時(shí)的切斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的科學(xué)管理，起到降耗效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今單片機(jī)系統(tǒng)在不斷發(fā)展以及進(jìn)步并且在社會(huì)上各個(gè)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(jī)發(fā)展的同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)的功耗也成了人們廣泛關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，因此需要人們給予單片機(jī)低功耗技術(shù)一定的重視，對(duì)低功耗技術(shù)展開(kāi)科學(xué)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的合理并且高效設(shè)計(jì)，促進(jìn)單片機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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

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

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

作者簡(jiǎn)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。