電子產品的低功耗問題經常讓產品設計者頭痛而又不得不麵對。以單片機（MCU）為核心的係統
，其功耗主要由單片機功耗和單片機外圍電路功耗組成。要降低單片機係統的功耗，需要從硬件和軟件兩方麵入手。

 

 

要滿足單片機係統的低功耗要求，選用具有低功耗特性的單片機可以很容易實現（例如

，Siliconlaboratories設計的高速C8051F係列單片機）。因為具有低功耗特性的單片機可以大大降低係統功耗，這可以從單片機的供電電壓、內部結構


、係xi統tong時shi鍾zhong和he低di功gong耗hao模mo式shi等deng幾ji方fang麵mian來lai考kao察cha一yi款kuan單dan片pian機ji的de低di功gong耗hao特te性xing。一yi般ban來lai講jiang，用yong戶hu在zai選xuan擇ze技ji術shu供gong應ying商shang和he產chan品pin過guo程cheng中zhong，需xu要yao對dui下xia麵mian的de一yi些xie重zhong要yao硬ying件jian參can數shu進jin行xing更geng加jia深shen入ru的de考kao量liang：

 

 

選擇CPU內核時切忌一味追求性能，以“夠用就好”為原則。8位機夠用，就沒有必要選用16位機、32位機；單片機的運行速度越快，往往其功耗也越大。一個CPU越複雜、集成度越高、功能越強，片內晶體管越多
，總漏電流也越大，即使進入STOP狀態
，漏電流也會變得不可忽視
；而簡單的CPU內核不僅功耗低，成本也低。

 

 

單片機係統的供電電壓低
，可以有效地降低其係統功耗。由於半導體製造工藝的發展
，現在單片機的供電電壓從5V供電降低到3.3V、3V
、2V乃至1.8V。供電電壓低，不緊可以降低單片機的功耗，還可以降低單片機外圍電路的功耗。

 

 

低功耗模式指的是係統的Idle、Stop和Suspend等模式。處於這些模式下的功耗將遠遠小於正常運行下的功耗。Idle模式下，CPU停止工作
，但內部係統時鍾並不停止，單片機的外圍I/O模塊也不停止工作；係統功耗一般降低有限，相當於工作模式功耗的50%左右。

 

如果在CPU進入Stop模式時
，將各個模擬外設關掉
，這時的功耗可以降低到nA級。但是在Stop模式下，CPU被喚醒後要重新對係統作初始化

，所有特殊功能寄存器的內容將被重新初始化。這在某些低功耗應用場合需要注意。

 

Suspend模式下
，CPU、內部係統時鍾停止工作，I/O模塊等被懸掛起來，片內RAM中存儲的數據將被保持
，CPU的功耗可以降低到nA級
，由喚醒事件喚醒。當CPU被喚醒後，係統不會被CPU複位

，繼續從進入Suspend模式的地方開始執行程序。這是一種非常理想的低功耗模式。

 

在硬件層麵來說，對上麵的這些參數進行仔細衡量是十分必要的，除此之外，選擇合適的時鍾方案和使用每MIPS功耗來衡量MCU的低功耗性能也是非常關鍵的。

 

 

應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)低(di)功(gong)耗(hao)係(xi)統(tong)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)常(chang)常(chang)被(bei)人(ren)們(men)忽(hu)略(lve)。一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)，軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)上(shang)的(de)缺(que)陷(xian)並(bing)不(bu)像(xiang)硬(ying)件(jian)那(na)樣(yang)容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)，同(tong)時(shi)也(ye)沒(mei)有(you)一(yi)個(ge)嚴(yan)格(ge)的(de)標(biao)準(zhun)來(lai)判(pan)斷(duan)一(yi)個(ge)軟(ruan)件(jian)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)特(te)性(xing)。但(dan)是(shi)設(she)計(ji)者(zhe)如(ru)果(guo)能(neng)盡(jin)量(liang)將(jiang)應(ying)用(yong)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)特(te)性(xing)反(fan)映(ying)在(zai)軟(ruan)件(jian)中(zhong)
，就(jiu)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)那(na)些(xie)“看不見”的功耗損失：

 

 

在沒有要求低功耗的場合

，程序使用中斷方式還是查詢方式並不重要。但在要求低功耗場合
，這兩種方式相差甚遠。使用中斷方式，CPU可以什麼都不做，甚至可以進入等待模式或停止模式；而查詢方式下
，CPU必須不停地訪問I/O寄存器
，這會帶來很多額外的功耗。

 

 

子程序調用的入棧出棧操作，要對RAM進行兩次操作，會帶來更大的功耗。宏在編譯時展開，CPU按順序執行指令。使用宏
，會增加程序的代碼量，但對不在乎程序代碼量大的應用
，使用宏無疑會降低係統的功耗。

 

 

減少CPU的運算工作量

，可以有效地降低CPU的功耗。減少CPU運算的工作可以從很多方麵入手：用查表的方法替代實時的計算；不可避免的實時計算，算到精度夠了就結束，避免“過度”的計算；盡量使用短的數據類型，例如，盡量使用字符型的8位數據替代16位的整型數據，盡量使用分數運算而避免浮點數運算等。

 

 

在係統運行過程中，不用的I/O模塊要關掉
，間歇使用的I/O模塊要及時關掉
，以節省電能。同時，不用的I/O引腳要設置成輸出或設置成輸入
，用上拉電阻拉高。

 

zongzhi，zaidanpianjixitongshejiguochengzhong
，xuyaoshenrulijiedanpianjidigonghaodetexing，bingzaiyingjianheyingyongruanjiandeshejiguochengzhongchongfenliyongdanpianjidedigonghaotexing，congershejichufuhedigonghaoyaoqiudechanpin。