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    嵌入式單片機系統如何降低功耗?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式教程
    • 時間:2019-11-27 15:20

    嵌入式單片機作為創新技術,其在多個領域有著較好發展。該項技術在節能減排背景下,嵌入式節能系統的耗能運行也成為人們普遍研究和關注的重點。為了降低單片機耗能,提高電子系統運行節能環節耗能處理,能夠優化和改進嵌入性單片機系統進行低功耗模式,今天咱們就來說一說嵌入式單片機系統該如何降低使用功耗?

    1、采用低功耗器件

    幾乎所有的TTL工藝的邏輯電路、單片機、存儲器以及外圍電路都有相應CMOS工藝的低功耗器件,采用這些器件是降低系統功耗最直接的方法。

    2、采用高度集成專用器件

    例如用單片機設計一個電子體溫計,就沒有必要采用80C51 單片機,而應該采用Epson、Holtek等生產的專用于測量體溫的單片機,其內部集成了測量體溫所需要的ADC、振蕩器、電壓基準、LED顯示驅動等部件,電路只需幾個電阻電容元件整個電路可在1.2~1.5V電壓下工作,功耗極低,而且可靠性、體積等都比用分離器件設計更好。DC/DC變換器在市場上有各種各樣的模塊供選擇,而且效率高、功耗低、體積小、可靠性高,完全沒必要采用分離電路搭接。

    3、動態調整處理器的時鐘頻率和電壓

    在系統指標允許的情況下,盡量使用低頻率器件有助于降低系統功耗。處理器根據當前的工作負載,運行在不同的性能等級上。例如,一個MPEG視頻播放器需要的處理器性能比MP3音頻播放器高一個數量級。因此,當播放MP3時,處理器可以運行在較低頻率上,而仍然能保證播放的高質量。當時鐘頻率降低時,可以同時降低處理器的供電電壓,以達到節能的目的。

    動態電壓調整技術(DVS)就利用了CMOS工藝處理器的峰值頻率與供電電壓成正比這一特點。減少供電電壓并同時降低處理器的時鐘速度,功耗將會呈二次方的速度下降,代價是增加了運行時間。

    4、利用“節電”工作方式

    許多器件都有低功耗的“節電”方式,如微處理器的閑置、掉電工作方式,存儲器的維持工作、ADC和DAC的節能工作方式等,因此設計時充分利用其“節電”方式為達到節電的效果。

    另外,合理處理器件的空余引腳也是非常重要的。大多數數字電路的輸出端在輸出低電平時,其功耗遠大于輸出高電平時的功耗,設計時應注意控制低電平的輸出時間,閑置時使其處于高電平輸出狀態。因此,多余的非門、與非門的輸入端應接低電平,多余的與門、或門的輸入端應接高電平。對ROM或RAM及其他有片選信號的器件,不要將“片選”引腳直接接地,避免器件長期被接通,而應與“讀/寫”信號結合,只對其進行讀或寫操作時才選通器件。

    5、實行電源管理

    目前大部分的傳感器、接口器件、顯示器件等本身還沒有低功耗工作模式,而有些便攜式儀器又不可避免地要使用它們,這些器件往往成了電路中的“耗電大戶”。這種情況下,可對電路進行模塊設計,工作時對大功耗模塊實施間斷供電,即設置電源形狀電路,并通過軟件或定時電路控制開關,使大功耗模塊電路僅在需要工作的短時間內加電,其余時間則處于斷電狀態。

    當前狀況而言,嵌入式這種系統的操作正在不斷的走向老練,它在開發的環境以及它的開發的功用更是在逐步的前進,逐步的完善,嵌入式這種系統軟件在它的運用上來開發或者是和今后比較相對顯得尤為簡略。所以對于嵌入式系統前景來說還是有很大的,想要學習這一技術的同學放心學習就可以了。

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