单片机低功耗技术及应用

1.5 在线改变CPU的工作频率

可根据CPU处理任务的不同，在外部振荡器不变的情况下，通过程序改变处理器时钟控制寄存器PCC的值，在线改变CPU的频率。CPU在几种不同频率下工作的电源功耗比较如图1所示。

1.6 后备功能

后备功能是为了进一步降低系统功耗。CPU用主时钟时有HALT（待机）模式和STOP（休眠）模式，用副系统时钟时有副时钟运行模式和HALT模式。如表1所示。

表1 NEC单片机后备模式

1.7 内部钟表定时器

NCE 单片机内部提供了时钟定时器，每隔0.5s产生一次中断。在系统处于休眠状态时，仍可定时被唤醒。对于单片机只须间歇工作、但又需要实时计时功能的应用场合，提供了非常有效的节能方法。CPU在不工作时可进入STOP模式或HALT模式，进入低功耗的后备功能状态。当时钟中断到来时，CPU回到正常工作状态，进入时钟中断处理程序做时钟更新处理，然后再进入后备功能状态。

2 单片机应用系统中的低功耗设计主要注意的问题

（1）系统中单片机以外的其它电路器件尽可能选用静态功耗低的器件，如选用CMOS电路芯片。

（2）外部设备的选择也要尽可能支持低功耗设计。

（3）设计外部中断唤醒电路，使单片机在等待时可进入休眠模式或待机模式，需要时由外部中断信号唤醒。

（4）设计外部器件的电源控制电路，使外部器件或设备在不工作时关断供电，减少无效功耗。

（5）设计充分利用系统低功耗特点的软件。

3 在线改变CPU的时钟频率以降低功力量的C语言程序举例

CPU在不需要高速运行时，可设置在较低的时钟频率下工作，在运行过程中可根据需要在线改变CPU的时钟频率。下面是一个通过按键产生外部中断信号改变NCE单片机μPD780058的CPU时钟频率的程序，它使CPU在主、副时钟切换运行。通过I/O口P6的位0引脚连接1个LED小灯，每按下一次按键就使CPU的时钟频率改变。在主时钟和副时钟频率下工作时，用同样的软件延时程序控制小灯点亮的时间，以此观察CPU的运行速度。

程序清单：

//**************宏定义**************

#define PCCMODEM 0x00 //CPU时钟控制寄存器PCC

//定义为选主系统时钟

#define PCCMODES 0xf0 //CPU时钟控制寄存器PCC

//定义为选副系统时钟

#define PORT60 1 /P6口位0赋初值/

#define PORTM600 //P6口位0设为输出

#define INTM0M 0x00 //定义外部中断INTP1的

//中断触发沿为下降沿