电子产品低功耗设计技巧

将低功耗设计进行到底！

现在，有许多单片机应用领域，都是用电池供电，节能成为设计工程师普遍关心的问题。希

望大家就这方面展开讨论。

以下提供一些讨论的方向：

1、如何降低系统功耗？（软件？硬件？）

2、各位在这方面有何经验教训？（可以拿出来与大家分享）

3、各种芯片的功耗比较？

4、SLEEP模式应用的注意事项？

5、一些新型的节能器件的介绍？

6、其它与低功耗设计相关的话题？……

进入掉电模式

现在有很多的低功耗的片子，特别是在进入掉电模式之后，只有1uA的电流。也可以使用电源管理的方法，在不工作的时候，把系统电源关断，这样更省电

我用了很久51芯片，本来对它的功耗非常不满，但是因为其价格越来越便宜，本身的性价比依旧

很好，所以总也甩不掉。

1、休眠。一般的系统都不会到了忙不过来的地步，适当的休眠还是可以节省一些功耗的，在一些

简单的系统，多抽时间休眠成了省电的关键，你看别的芯片都不耗电，只有单片机了，它就是关

键了，在有些时候，提高主频反而会获取更多的休眠时间，反而使系统功耗更小了。但是值得注

意的是，经常性的切换休眠和工作状态会让电源产生mV级的波动，特别对于很多线性稳压器只有100mA以内的输出能力的情况更明显，这样的波动或许会影响系统内的AD和一些其他模拟电路，值得注意。

2、掉电。如果进入了掉电模式，很多51芯片是无法通过中断重新开始工作的，可以外加一个微功耗的单片机来提供复位，这个单片机只负责键盘扫描和复位51单片机，以及发送键盘编码到51芯片。我以前见过一个手持设备，耗电很小，但是包括了大容量存储、显示、输入、数据输出、检

索等功能，平时89C51总是处于掉电状态，但是有了键盘操作后，就复位开始运行，处理完键盘送来的任务之后又自动掉电了。

3、复杂运算。复杂运算（譬如指数运算、浮点乘除）一定会占据更多系统时序，响应减少休眠时间，可以通过查表方式，这样用大容量的表格代替了现场计算，更多的时间不就可以睡觉了吗？

4、如果软件任务少到一定程度，那么可以考虑把晶体搞到32k去运行，其实这样更省电，但是这

意味着51软件基本没什么高速的事情做，也不需要串行通信，否则，还是老老实实面对现实吧。

我觉得，51芯片用于电池供电的系统不是很合适，但是从开发周期看，它的开发环境很好，毕竟

可以承载8位机的相对大型的应用，有时候又不得不用它。我觉得距离51最靠近的A VR单片机更适合将来的应用，因为其性能价格比相对其他单片机还是不错的，除非51芯片可以将来做到在3MIP

下，工作电流小于2mA，休眠电流小于500uA，掉电电流小于10uA。

在很多的设计中，采用线性降压的方法，电源损耗大，如提高供电电压，并用高效率的DC－DC电源，可延长电源使用的时间

89C8252掉电工作，看门狗做“系统运行时钟”同时把看门狗复位“软件模拟成看门狗中断”

“狗”叫一次跳起来看看，“RAM值班室登个记”，同时还登记下当前PC+1的值，然后“睡死”

过去！

平均功耗不大于5V/0。3MA，而且有很强的抗干扰性！

软件优化很重要！

如64MS一次“狗”叫！起来做40条指令，24MHZ下最多：40*0。5=20US

于是占空比：20/64000=1/3200 即平均电流下降3200倍！！！

外设会受复位改变吗？当然！但锁存器干什么啊？！

如何知道程序能运行多久？下一条运行指令运行到那？

如果任何时刻，你自己编的程序运行在那个片区，你都不知道，那还叫什么搞软硬件的要天人合

一啊？！

系统任务不忙的情况下，你的看门狗定时复位方法还可以，但是。。。好多情况下似乎做不到呀

我的51系统只有200微安

省电是个大难题，特别是51，但只有用心还是可以做到的，特别是工作任务少的时候。我的一个

水文遥测系统，用12伏电池供电耗电只有200微安，有8Mbit data flash，一个调制解调器，一

个时钟，一个485通信口，一个232通信口，还有6个数码管，是不是够多的了，但它们平时都不

工作，我也是用看门狗复位来唤醒51单片机的，每1.6秒一次，用的是x25045，可是25045的复位

时间有200毫秒之多，实验发现，51从掉电返回到正常工作只要有30个毫秒足了，别小看节省的

这一百多毫秒，因为51在每次醒来是只要发现没有任务就可以马上POWERDOWN了，所以加了一个CMOS的单稳来复位。其它的就是口线的状态一定要注意，不要让它吸收电流也不要输出电流，要

是做不到可以试着加一此电路，如反相器．

稳压电源是个要权衡的事，虽然开关稳压有较高的效率，但在低功耗设计不一定对，开关电源本

身消耗的电流就是一个大问题，一个微安级的系统也许要特别对待，我用的是max667线性稳压数

微安静态电流．我想开关电源做不到

对于外部事务频繁的应用，无法使用掉电方式

虽然很多51芯片支持外中断触发芯片脱离POWER DOWN状态（如华邦的W78E58、W77E58），但还是解决不了串行通信的问题，而且对于需要内部精确定时的场合，从POWER DOWN到正常工作需要很长时间，这个恐怕还是难于让人接受。莫非没有一个厂家可以产出高速小功耗的51芯片？没到

理呀，PHILIPS不是玩了很久吗？怎么弄出的芯片在12MHz下还是大于10mA，休眠也有几个mA，这也吹牛没下功夫嘛！

用51做低功耗，太累了

低功耗多得是，象PIC、EMC轻松做到20uA以下，51有POWER DOWN，但只能复位唤醒，有少数可用INT唤醒，太麻烦。有些有双晶体的单片机，做低功耗最简单，平时用32768工作也只有20uA，

这种单片机一般带有LCD。EMC内有PLL单片机做功耗系统很方便，象78565，567，功能强价格低

samgsung的单片机可以做到

565匠人也用过。平时进IDLE模式，功耗只有几个UA