浅谈低功耗控制电路和程序设计思路
程序控制流程稍好加上:
分析:
根据系统功耗要求,MCU在待机模式下不能工作。如何通过长按按键开启系统,并能够在释放按键后系统也能正常工作?然后在开机后,再次长按按键后又可以进入0uA的超低功耗下面待机。
MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片,必须外接EPROM才能应用(典型芯片为8031)。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型(典型芯片为87C51)、MASK片内掩模ROM型(典型芯片为8051)、片内FLASH型(典型芯片为89C51)等类型,一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜,但程序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的应用场合;FALSHROM的MCU程序可以反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途;OTPROM的MCU价格介于前两者之间,同时又拥有一次性可编程能力,适合既要求一定灵活性,又要求低成本的应用场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。
解决:
系统在待机状态时,当POWER_KEY1按键被长按。Q2导通,电池输入电压的高电平信号直接供到MCU芯片电源端,然后MCU一个GPIO端口立即输出一个高电平使Q2的基极持续高电平,目的是锁住Q2持续工作,这样MCU就持续有电供电,这样,按键即使被释放后,也能保证系统一直处于工作状态。
当需要关闭系统时,还是长按POWER_KEY1按键,这样会通过INT0中断检测到这个中断,然后GPIO不在输出高电平锁存Q2的基极,这样松口当POWER_KEY1就可以关闭系统了。这样关闭系统后,也没什么功耗了,
注:下图只是提供一个思路,这个电路还有待完善,GPIO这样连接是否安全,比如Q2换用MOS管,各个电阻的值也要根据实际电路选区,或增加电阻,电容等器件,这个系统才能完美工作!

三:设计低功耗常用思路
如何利用万用表测试一台机器在稳定电压下的功耗:把FLUK万用表跳到电流档(注意表笔的插头摇换到电流档)的红表笔接到电源的正极(用黑表笔接正也不会有危险),然后用黑表笔接到机器的正极,然后把电源的负极接到机器的地端,就可以测电流了。
四:设计低功耗常用思路
降低功耗不光能够大大的节约电能还能简化电源部分的设计,甚至可以用于手持设备上面使用,这些都已经越来越成为未来产 品的设计方向了^_^
1 降低功耗从MCU选型开始,一开始选型的时候就应该考虑选择低功耗的MCU比如MSP430一类的为低功耗设计的CPU. 强烈不建议使用51一方面是因为51速度慢,还有一点就是51的运算速度实在是太慢了,很多运算用51都需要很高的 主频而主频高了就意味着高的功耗。
2 选择器件用电电压,很明显降低器件的用电电压能够明显的降低器件的耗电比如说ATmega8和ATmega88虽然芯片大致内部结构 一致但是后者可以工作在1.8V的超低电压下而前者就不行,综合考虑下当然还是选择后者。
3 尽量降低器件的工作频率,大家都知道CMOS电路的工作电流主要来此于开关转换时对后一级输入端的电容充放电,如果能够 降低MCU的工作频率自然耗电也就下来了。要知道当AVR工作在32.768Hz时和工作在20Mhz时的工作电流差异可不是一般的小啊 .
4 尽量使用中断让处理器进入更深的睡眠,众所周知睡眠模式和掉电模式能够大大的降低MCU的工作电流,聪明的单片机设计师能够充分的利用MCU的中断功能让MCU周期性的工作和睡眠从而大大的降低MCU的工作电流。
5 尽量关闭MCU内部不用的资源,这个吗,地球人都知道的好处,我说这个有点像废话一样,不用的东西你干吗开着呢 ?比如ATmega8内部的模拟比较器,默认是开着的还有ATmega88内部的大多数资源都可以在不用的时候用软件关闭。
6 尽量使用VMOS做为外部功率扩展器件,道理很简单VMOS驱动的时候是电压行器件驱动是几乎不产生功耗,要比普通的晶体管 省电多了。而且由于VMOS的导通内阻低通常只有几十个毫欧,在小电流的时候器件自身发热也小,尤其是小电流是效率远比 传统晶体管要高的多的多。这里还是建议使用高速VMOS,因为高速VMOS在开关速度相当高的PWM时效率会更高。
7 片外IC的电源最好都能由MCU的IO控制比如说我们常用的24C02,由于它是掉电记忆的,所以我们完全可以在它不工作的时候 对它关电源,以节约电流还有比如说我们常用的6116的SRAM我们完全可以用单片机来控制它的片选端口来控制它的工作与休 眠从而节约电流。
8 这招也是最毒辣的一招通常我们驱动一些LED器件,完全可以通过PWM来控制从而省略限流电阻,要知道当器件选定后它的内 阻也就已经确定,如果用户使用的是电池,我们完全还可以不定期的对电池电压进行检测然后改变占空比,从而恒定负载上 面的电压,达到电源的最大利用率。
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