干货：低功耗MCU系统软硬件设计考虑

本文摘要：电子产品的低功耗问题常常让产品设计者头痛而又被迫面临。以单片机（MCU）为核心的系统，其功耗主要由单片机功耗和单片机外围电路功耗构成。 要减少单片机系统的功耗，必须从硬件和软件两方面应从。 硬件设计考虑到因素 要符合单片机系统的低功耗拒绝，搭配具备低功耗特性的单片机可以很更容易构建（例如，Siliconlaboratories设计的高速C8051F系列单片机）。

电子产品的低功耗问题常常让产品设计者头痛而又被迫面临。以单片机（MCU）为核心的系统，其功耗主要由单片机功耗和单片机外围电路功耗构成。

要减少单片机系统的功耗，必须从硬件和软件两方面应从。　　硬件设计考虑到因素　　要符合单片机系统的低功耗拒绝，搭配具备低功耗特性的单片机可以很更容易构建（例如，Siliconlaboratories设计的高速C8051F系列单片机）。因为具备低功耗特性的单片机可以大大降低系统功耗，这可以从单片机的供电电压、内部结构、系统时钟和低功耗模式等几方面来实地考察一款单片机的低功耗特性。

一般来讲，用户在自由选择技术供应商和产品过程中，必须对下面的一些最重要硬件参数展开更为了解的考量：　　自由选择非常简单的CPU内核　　自由选择CPU内核时切忌一味执着性能，以够用就好为原则。8位机够用，就没适当搭配16位机、32位机；单片机的运营速度就越慢，往往其功耗也越大。一个CPU就越简单、集成度越高、功能就越强劲，片内晶体管就越多，总漏电流也越大，即使转入STOP状态，溢电流也不会显得不可忽视；而非常简单的CPU内核不仅功耗较低，成本也较低。

　　自由选择低电压供电的单片机系统　　单片机系统的供电电压较低，可以有效地减少其系统功耗。由于半导体生产工艺的发展，现在单片机的供电电压从5V供电减少到3.3V、3V、2V乃至1.8V。

供电电压较低，不紧可以减少单片机的功耗，还可以减少单片机外围电路的功耗。　　自由选择具有低功耗模式的单片机系统　　低功耗模式所指的是系统的Idle、Stop和Suspend等模式。正处于这些模式下的功耗将相比之下大于长时间运营下的功耗。

Idle模式下，CPU暂停工作，但内部系统时钟并不暂停，单片机的外围I/O模块也不暂停工作；系统功耗一般减少受限，相等于工作模式功耗的50%左右。　　如果在CPU转入Stop模式时，将各个仿真外设开动，这时的功耗可以减少到nA级。

但是在Stop模式下，CPU被苏醒后要新的对系统不作初始化，所有类似功能寄存器的内容将被新的初始化。这在某些低功耗应用于场合必须留意。

　　Suspend模式下，CPU、内部系统时钟暂停工作，I/O模块等被挂一起，片内RAM中存储的数据将被维持，CPU的功耗可以减少到nA级，由苏醒事件苏醒。当CPU被苏醒后，系统会被CPU废黜，之后从转入Suspend模式的地方开始执行程序。这是一种十分理想的低功耗模式。　　在硬件层面来说，对上面的这些参数展开细心取决于是十分必要的，除此之外，自由选择适合的时钟方案和用于每MIPS功耗来取决于MCU的低功耗性能也是十分关键的。

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