有關單片機低功耗技術分析

邱丹 曹冬梅

摘 要：現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能降耗工作的重要性，然而單片機系統的應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分析工作一定的重視，從而起到節能降耗目的。本文主要對單片機低功耗技術展開了一定的分析，并且針對低功耗技術在單片機中的具體應用展開了分析，希望可以為人們更好的使用單片機系統提出一些建議。

關鍵詞：單片機；低功耗；技術分析

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

單片機應用系統在具體的應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的更好應用以及普及，因此需要人們給予單片機低功耗技術一定的重視，在單片機系統中對低功耗技術展開科學并且合理的應用，從而促進單片機系統的更好發展。

1 單片機低功耗技術分析

1.1 有效提升單片機系統的集成度

現如今，高集成度這一理念已經在芯片設計中得到很大的普及，基本上可以實現對外圍電路進行優化這一目的，有效降低單片機系統的功耗。高集成度的芯片設計方式可以很大程度上將芯片的實際功耗性能進行優化，因此人們在對單片機展開設計工作時可以對該方式展開科學的應用，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定并且連續的工作，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域也得到了擴寬，尤其是針對便攜式設備，基本上可以將電池作為電源，也就無需人們對電池會產生放電效應這一問題展開過多考慮，并且不需要特意對穩壓電路展開設置，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

就單片機系統而言，如果其工作頻率獲得增加，那么產生的功耗也會增加，為了可以起到降低功耗的效果，可以在單片機系統內部進行兩個獨立時鐘系統的設置，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可以轉化成低速工作狀態。可以通過相關軟件實現對寄存器的賦值從而起到對時鐘頻率進行調整的效果，或者實現副時鐘和主時鐘的切換。

1.4 對系統內部的定時器展開應用

NEC單片機系統內部存在有時鐘定時器的設置，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已經處在休眠模式依舊可以發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的單片機提供一個非常科學的節能方式。當CPU即將進入休息狀態時可以轉換成為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。

2 CMOS單片機中低功耗技術的一些具體應用

2.1 將單片機的實際運行功耗進行降低

單片機系統具備的運行模式一般情況下可以分為兩種狀態，其一，處理任務這一狀態，其二，等待對任務進行處理這一狀態。當單片機處在處理任務這一狀態時，其大部分功耗都是用來進行任務的處理，該功耗被稱作運行功耗，將CMOS工藝作為基礎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，對門電路的數量展開合理的減少。單片機系統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計時需要對門電路的數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上盡量將結構進行簡化，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.在單片機系統中，時鐘頻率和功耗存在有正相關關系，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，在對單片機系統展開設計時需要在滿足正常運行提出的要求基礎上對時鐘頻率展開科學的降低[2]。

2.2 降低待機功耗

其一，自動中斷設置。在單片機系統中，有很大一部分的時間處在待機狀態，然而待機狀態下產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上進行MCU的安裝，從而實現對多個不同模塊的分別管理，可以在單片機系統中對自動中斷時間展開科學并給合理的設置，這樣一旦進入待機狀態并且待機時間已經比門限值高時系統便可以自動展開中斷操作，斷開處在待機狀態下的模塊電源，起到降耗效果[3]。

其二，將不具備實際效應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生大量的功耗，因此可以提前進行功耗控制系統的設置，對那些不具備實際效應的外圍電路模塊展開及時的切斷，從而實現對電路的科學管理，起到降耗效果。

3 結語

綜上所述，現如今單片機系統在不斷發展以及進步并且在社會上各個不同的領域都得到了非常廣泛的應用，然而伴隨著單片機發展的同時單片機系統的功耗也成了人們廣泛關注的重點問題，因此需要人們給予單片機低功耗技術一定的重視，對低功耗技術展開科學的應用，從而實現對單片機系統的合理并且高效設計，促進單片機的進一步發展。

參考文獻：

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

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

[3]刁維強.單片機低功耗技術應用研究[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、電氣控制等。