为低功耗应用选择正确的 µC 外围器件

许多低功耗应用通过 UART 将 µ;C 连接到 RS-485 传感器网络。支持寻址和多处理器（9 位）模式的 UART 非常适合于这种网络。当第 9 位为 1（代表是一个地址）时,这些 UART 会生成一个 ISR,让处理器能够在其它传感器通过系统发送数据时保持休眠状态。某些 µ;C 会更进一步,在 UART 中加入地址匹配,仅在第 9 位是 1 且地址与在剩余 8 位中收到的数据匹配时才唤醒系统。
模拟器件

模拟器件模拟器件是最早的操作器件。模拟器件已经发展数十年,它是稳定电源、为高速晶体电路提供过滤和稳定性的必要器件,对监控来自自然界的输入信号也必不可少。

模拟器件模拟器件是最早的操作器件。模拟器件已经发展数十年,它是稳定电源、为高速晶体电路提供过滤和稳定性的必要器件,对监控来自自然界的输入信号也必不可少。

在待机模式下,模拟器件实际上不消耗功率。模拟-数字转换器 (ADC) 断电快,在待机模式下,甚至可以被视为一种低功耗应用。

一旦加电,缺点即暴露无遗。一般来说,模拟器件在工作时需要的电流很大。例如,ADC 工作时需要的电流达数百微安。另外,模拟器件（例如内部基准时钟）会使启动时间增加几毫秒,因为稳定模拟器件需要相对较大的外部电容。另一种经常被集成的器件－集成温度传感器－通常是随温度改变的二极管电路,也需要相当大的电流。

在低功耗应用中有几个需要考虑的标准。如果 ADC 有内部振荡器,就没有必要对其它系统振荡器加电来进行转换。在这种情况下,处理器保持断电状态,只有转换完成时起,才需要开始工作。像 CPU 一样,我们可以通过缩短执行时间来降低功耗。ADC 转换的速度越快,器件进入待机模式的速度越快。对于内部基准时钟也是这样。基准时钟启动和稳定得越快,转换完成和模拟系统断电的速度也越快。如果只是偶尔使用 ADC,某些处理器允许采样时钟断电,让跟踪电路保持加电。这样 ADC 就能够进入较浅的休眠模式。这种功能的负面影响是,在进行转换前,需要花较长时间来让采样和保持电路达到稳定。

转换完成之后,有几个 µ;C 集成了直接内存访问 (DMA) 或先入先出 (FIFO) 缓冲存储器,能够将多个转换存储在RAM 中,而无需唤醒处理器。在一定数量的转换到达之前,处理器会保持待机状态,而不是在每个转换后唤醒处理器来将数据移入 RAM,这样就可以降低功耗。

许多低功耗 µC 内置内部模拟比较器,可以执行简单的模拟任务。有些制造商的比较器允许编程,可以通过延长响应时间降低功耗。
起始点

总之,µC 外围设备的选择是由终端应用最终决定的,因此我们应从全面评估系统功能及其功率要求着手。许多处理器制造商宣称其器件具备低功耗工作能力,但是不同的应用对“低功耗”一词有不同的定义。是需要大量集成的速度更高的处理器,还是需要具有极深度睡眠模式的速度更低的处理器,更多地取决于内嵌系统的要求,而不是内嵌处理器所谓的“低功耗”工作能力。