+86 18988945661 contact@iflowpower.com +86 18988945661
作者:iflowpower——便携式电站供应商
对于大多数单片机系统来说,由于单片机运行速度的快慢,单片机在工作过程中有大量的空闲等待时间。在某些情况下,系统的等待时间甚至可以达到总工作时间的95%以上。在等待过程中,单片机不工作,只是等待一个步骤,或者循环判断。
在这个过程中,单片机内部的大部分电路都可以在休眠状态下工作,可以大大降低单片机的功耗。同时,相关的外部电路可以在休眠状态下工作,从而使整个产品的供电大大降低。这种非可持续工作的特点是微功耗设计的基本思想。
此外,根据产品的特点,设计了更多细节。选择合适的CPU芯片是关键设计师设计的关键。单片机的种类很多,而且都是针对特定应用的,可以根据具体应用选择合适的单片机。
在您想要执行微功耗设计的应用中,您可以从以下规则中进行选择: 1. 选择最小化外部电路的微控制器。随着集成电路工艺技术的飞速发展,真正的单片机单片机系统逐渐成为主流产品。
2.观察比较工作电流和静态电流。由于工艺的不同,单片机的内部工作电流、静态电流也不一样,有的甚至不一样。
选择单片机时,既要考虑其工作电流,又要仔细考虑休眠时的静态电流。 3、通过对比,选择专用的低功耗单片机,可以更灵活地控制其功耗,使其在满足设计要求的前提下尽可能多地工作在省电模式。
4.选择合适的ROM、RAM。一般来说,内存越大,功耗越大。
根据设计要求,尽可能多地使用ROM、RAM。 5. 选择合适的工作时钟频率。
在较低的时钟频率下,单芯片功耗也很低。以 MSP430F1121 为例。工作在1MHz频率下,典型电流消耗为300ua;在 4096 Hz 的频率下工作时,只有 3UA。
6、选择合适的IO管脚数量,以及合适的IO驱动能力和显示驱动能力。驱动的单片机驱动数量越多,功耗就越大。
7、选择合适的单片机实现单片机硬件,省去大量硬件开发调试工作,提高工作效率,系统可靠性、抗干扰能力显着提高,同时降低了系统成本, 更适合小型化和便携化,这对降低系统功耗具有决定性的用途。低功耗设计策略 a.
使内部电路有选择地工作,设计中不使用所有单片机内部电路,未使用的将有额外的功耗。在需要进行微功耗设计的应用中,可以对内部特殊功能寄存器进行编程,选择不同的功能模块,停止不用的功能模块,减少系统无效功耗。湾。
产品低压设计可以降低产品功耗,单片机的工作电压越高,放大区内的内部晶体管越长,单片机的功耗就越大。由于芯片生产工艺先进,单片机的电压范围一般较宽,如在1.8V~5V供电电压范围内正常工作。
为了降低系统功耗,可以尽量采用低电压设计。单片机的供电电压范围可以进一步拓宽,特别是在便携或手持设备中,可以放心地作为电源使用,而不必关注放电过程电压曲线是否平衡,微控制器在低电压下是否受到影响电压正常工作,不必因电池电量而专门加稳压电路,从而减少大量功耗。 C。
当我空闲时,使用低速时钟信号的单片机的功耗与其工作频率成正比,系统运行得越高,电源也会相应增加。图1是飞利浦80C31单片机VCC上电流与主时钟频率的关系曲线,可以看出VCC上的电流随新增加了,其功耗也增加了。主时钟频率也随着新频率的增加而增加。
为了更好地降低功耗,许多微控制器中集成了两个独立的时钟系统,即高速主时钟、低速子时钟,以及使用不高速运行的低速子时钟。基本准时要求。一些单片机的主时钟也可以通过功能寄存器来复位。
满足该功能时,按一定比例降低主时钟频率,以降低功耗。可以通过软件在线更改时钟频率到特殊功能寄存器,或者通过软件进行主时钟和副时钟的切换,或者改变主时钟和副时钟的切换。 d。
为了尽可能降低功耗,通常单片机提供多种工作模式。当您空闲时,您可以进入睡眠模式。当有事件发生时,可以恢复正常运行模式,这样可以保证系统省电,不影响正常工作。
不同的单片机机会有不同的工作模式,比如51系列单片机有空闲模式和掉电模式。在不同的工作模式下,单片机内核中的部分功能模块会被设置为休眠。如果MSP430系列单片机有6种不同的工作模式,除了正常工作模式,其余5种都是低功耗模式,在这些模式下,CPU、内部时钟、内部总线,直到内部晶振全部关闭,使微控制器的功耗降到最低。
只有当中断请求或复位发生时,系统才会被唤醒进入正常操作模式。外围电路的微功耗设计单片机外围电路的微功耗设计非常复杂,对于产品的整体功耗也非常重要。复杂、庞大的外围电路会带来很大的功耗,所以我们应该尽量少用外部电路,尽可能地利用单片机内部的资源。
作为电池供电的电池,它的静态功耗最好是几微安~几十微胺,因为这部分电流是加在设备里面的,是普通的供电电流,在系统中是不工作的情况下,会造成大量电能浪费。因此,在设计中,应尽量减少外电路,减少外电路在静态功率中所占的比例。同时,我们必须考虑以下问题: 1。
系统中尽量使用除单片机以外的其他器件,如采用CMOS芯片,少用双极晶体管门电路,因为双极电路必须是一个恒定的维持电流,新电路的静态功耗。 2、根据芯片要求,将未使用的引脚接地或接高电平,悬空输入脚会增加芯片的静态电流。
3. IO管脚上少用上拉或下拉电阻,这些电阻会消耗一定的静态电流。 4.
数据采集仿真部分的设计可以使用轨到轨的BiCMOS运算放大器,如LMV824替代LM324,供电电压可低至2.5V,单位带宽至5MHz,仅250A /走道。 5.
设计外接设备的电源控制电路,使外接设备或设备在不工作时关闭电源,减少无效功耗。低功率设备的价格通常略高。如果价格允许,通常可以找到相应的低压、小功率替代产品。
版权所有 © 2023 iFlowpower - 广州全球汇网络技术有限公司