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嵌入式单片机系统如何降低功耗?

发布：嵌入式培训
来源：嵌入式教程
时间：2019-11-27 15:20
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嵌入式单片机作为创新技术，其在多个领域有着较好发展。该项技术在节能减排背景下，嵌入式节能系统的耗能运行也成为人们普遍研究和关注的重点。为了降低单片机耗能，提高电子系统运行节能环节耗能处理，能够优化和改进嵌入性单片机系统进行低功耗模式，今天咱们就来说一说嵌入式单片机系统该如何降低使用功耗?

1、采用低功耗器件

几乎所有的TTL工艺的逻辑电路、单片机、存储器以及外围电路都有相应CMOS工艺的低功耗器件，采用这些器件是降低系统功耗最直接的方法。

2、采用高度集成专用器件

例如用单片机设计一个电子体温计，就没有必要采用80C51 单片机，而应该采用Epson、Holtek等生产的专用于测量体温的单片机，其内部集成了测量体温所需要的ADC、振荡器、电压基准、LED显示驱动等部件，电路只需几个电阻电容元件整个电路可在1.2~1.5V电压下工作，功耗极低，而且可靠性、体积等都比用分离器件设计更好。DC/DC变换器在市场上有各种各样的模块供选择，而且效率高、功耗低、体积小、可靠性高，完全没必要采用分离电路搭接。

3、动态调整处理器的时钟频率和电压

在系统指标允许的情况下，尽量使用低频率器件有助于降低系统功耗。处理器根据当前的工作负载，运行在不同的性能等级上。例如，一个MPEG视频播放器需要的处理器性能比MP3音频播放器高一个数量级。因此，当播放MP3时，处理器可以运行在较低频率上，而仍然能保证播放的高质量。当时钟频率降低时，可以同时降低处理器的供电电压，以达到节能的目的。

动态电压调整技术(DVS)就利用了CMOS工艺处理器的峰值频率与供电电压成正比这一特点。减少供电电压并同时降低处理器的时钟速度，功耗将会呈二次方的速度下降，代价是增加了运行时间。

4、利用“节电”工作方式

许多器件都有低功耗的“节电”方式，如微处理器的闲置、掉电工作方式，存储器的维持工作、ADC和DAC的节能工作方式等，因此设计时充分利用其“节电”方式为达到节电的效果。

另外，合理处理器件的空余引脚也是非常重要的。大多数数字电路的输出端在输出低电平时，其功耗远大于输出高电平时的功耗，设计时应注意控制低电平的输出时间，闲置时使其处于高电平输出状态。因此，多余的非门、与非门的输入端应接低电平，多余的与门、或门的输入端应接高电平。对ROM或RAM及其他有片选信号的器件，不要将“片选”引脚直接接地，避免器件长期被接通，而应与“读/写”信号结合，只对其进行读或写操作时才选通器件。

5、实行电源管理

目前大部分的传感器、接口器件、显示器件等本身还没有低功耗工作模式，而有些便携式仪器又不可避免地要使用它们，这些器件往往成了电路中的“耗电大户”。这种情况下，可对电路进行模块设计，工作时对大功耗模块实施间断供电，即设置电源形状电路，并通过软件或定时电路控制开关，使大功耗模块电路仅在需要工作的短时间内加电，其余时间则处于断电状态。

当前状况而言，嵌入式这种系统的操作正在不断的走向老练，它在开发的环境以及它的开发的功用更是在逐步的前进，逐步的完善，嵌入式这种系统软件在它的运用上来开发或者是和今后比较相对显得尤为简略。所以对于嵌入式系统前景来说还是有很大的，想要学习这一技术的同学放心学习就可以了。

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