有关单片机低功耗技术分析

邱丹 曹冬梅

摘 要：现阶段人们的生活水平在不断提升，然而伴随着人们生活水平的不断提升，人们面对的能源危机问题也在不断加剧，越来越多的人们也开始意识到节能降耗工作的重要性，然而单片机系统的应用会伴随有能耗增加等一系列的问题，因此需要人们给予单片机低功耗技术分析工作一定的重视，从而起到节能降耗目的。本文主要对单片机低功耗技术展开了一定的分析，并且针对低功耗技术在单片机中的具体应用展开了分析，希望可以为人们更好的使用单片机系统提出一些建议。

关键词：单片机；低功耗；技术分析

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

单片机应用系统在具体的应用中会伴随有能耗增加等一系列的问题，这样很大程度上会限制了单片机系统的更好应用以及普及，因此需要人们给予单片机低功耗技术一定的重视，在单片机系统中对低功耗技术展开科学并且合理的应用，从而促进单片机系统的更好发展。

1 单片机低功耗技术分析

1.1 有效提升单片机系统的集成度

现如今，高集成度这一理念已经在芯片设计中得到很大的普及，基本上可以实现对外围电路进行优化这一目的，有效降低单片机系统的功耗。高集成度的芯片设计方式可以很大程度上将芯片的实际功耗性能进行优化，因此人们在对单片机展开设计工作时可以对该方式展开科学的应用，从而起到降低功耗这一目的。

1.2 将电源电压的实际范围进行扩宽

如果选用的是较为先进的工艺对单片机展开制作，那么单片机便可以在一个比较更为宽广的电源电压中得到稳定并且连续的工作，而如果单片机的实际电源电压范围可以得到扩宽，那么也就意味着其他领域也得到了扩宽，尤其是針对便携式设备，基本上可以将电池作为电源，也就无需人们对电池会产生放电效应这一问题展开过多考虑，并且不需要特意对稳压电路展开设置，起到降低功耗的效果。

1.3 同时配备低速以及高速这两个时钟

就单片机系统而言，如果其工作频率获得增加，那么产生的功耗也会增加，为了可以起到降低功耗的效果，可以在单片机系统内部进行两个独立时钟系统的设置，其中一个是高速主时钟，另外一个是低速的副时钟，这样人们便可以将实际需要作为依据对CPU主时钟的频率展开一定比例的降低，起到让功耗降低的目的。在相对比较空闲的时间单片机系统可以转化成低速工作状态。可以通过相关软件实现对寄存器的赋值从而起到对时钟频率进行调整的效果，或者实现副时钟和主时钟的切换。

1.4 对系统内部的定时器展开应用

NEC单片机系统内部存在有时钟定时器的设置，可以每间隔0.5秒的时间就中断一次，这样的话即使单片机系统已经处在休眠模式依旧可以发挥定时唤醒这一功能，这样便可以为那些需要进行在线计时并且处在间歇运行状态的单片机提供一个非常科学的节能方式。当CPU即将进入休息状态时可以转换成为STOP模式，有效将电源的功耗进行降低，等到时钟进入到中断模式时，CPU便可以再次处在运行状态。

2 CMOS单片机中低功耗技术的一些具体应用

2.1 将单片机的实际运行功耗进行降低

单片机系统具备的运行模式一般情况下可以分为两种状态，其一，处理任务这一状态，其二，等待对任务进行处理这一状态。当单片机处在处理任务这一状态时，其大部分功耗都是用来进行任务的处理，该功耗被称作运行功耗，将CMOS工艺作为基础展开制作的单片机通常会选择一下方式来将自身功耗进行降低。

其一，对电源电压展开调整。运行功耗会受到多方面因素的影响，在所有影响因素中，功耗二次方和电源电压这两者存在有一定的正相关性，因此对电源电压展开控制可以起到降低功耗的效果，有点需要人们注意，在对电源电压进行选择时需要保证电源电压可以符合单片机系统提出的综合性要求，从而真正起到降耗效果[1]。

其二，对门电路的数量展开合理的减少。单片机系统的实际功耗可以说是全体门电路功耗的相加水，因此人们在对单片机展开设计时需要对门电路的数量展开合理控制以及减少。与此同时在对器件展开选型工作时需要可以满足功能要求，在满足功能要求这一基础上尽量将结构进行简化，从而起到良好的降耗效果。

其三，对时钟频率展开有效的降低.在单片机系统中，时钟频率和功耗存在有正相关关系，因此可以借助对时钟频率展开有效的降低这一方式来起到降耗目的，需要注意，在对单片机系统展开设计时需要在满足正常运行提出的要求基础上对时钟频率展开科学的降低[2]。

2.2 降低待机功耗

其一，自动中断设置。在单片机系统中，有很大一部分的时间处在待机状态，然而待机状态下产生的功耗又是无效的，因此需要人们采取有效的措施降低待机功耗，可以考虑在单片机系统上进行MCU的安装，从而实现对多个不同模块的分别管理，可以在单片机系统中对自动中断时间展开科学并给合理的设置，这样一旦进入待机状态并且待机时间已经比门限值高时系统便可以自动展开中断操作，断开处在待机状态下的模块电源，起到降耗效果[3]。

其二，将不具备实际效应的那些外围电路模块进行阶段。这些外围电路模块在运行过程中会产生大量的功耗，因此可以提前进行功耗控制系统的设置，对那些不具备实际效应的外围电路模块展开及时的切断，从而实现对电路的科学管理，起到降耗效果。

3 结语

综上所述，现如今单片机系统在不断发展以及进步并且在社会上各个不同的领域都得到了非常广泛的应用，然而伴随着单片机发展的同时单片机系统的功耗也成了人们广泛关注的重点问题，因此需要人们给予单片机低功耗技术一定的重视，对低功耗技术展开科学的应用，从而实现对单片机系统的合理并且高效设计，促进单片机的进一步发展。

参考文献：

[1]杨保龙.有关单片机低功耗技术分析[J].科技风，2015（19）：90.

[2]黄辰辰.浅议单片机低功耗技术[J].科技经济导刊，2015（07）：56.

[3]刁维强.单片机低功耗技术应用研究[J].消费电子，2013（08）：156.

作者简介：邱丹（1978-），女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，讲师，主要研究方向：智能控制、电子技术、电气控制等。