單片機(jī)低功耗技術(shù)及應(yīng)用

1.5 在線改變CPU的工作頻率

可根據(jù)CPU處理任務(wù)的不同，在外部振蕩器不變的情況下，通過(guò)程序改變處理器時(shí)鐘控制寄存器PCC的值，在線改變CPU的頻率。CPU在幾種不同頻率下工作的電源功耗比較如圖1所示。

1.6 后備功能

后備功能是為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗。CPU用主時(shí)鐘時(shí)有HALT（待機(jī)）模式和STOP（休眠）模式，用副系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)有副時(shí)鐘運(yùn)行模式和HALT模式。如表1所示。

表1 NEC單片機(jī)后備模式

1.7 內(nèi)部鐘表定時(shí)器

NCE 單片機(jī)內(nèi)部提供了時(shí)鐘定時(shí)器，每隔0.5s產(chǎn)生一次中斷。在系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時(shí)，仍可定時(shí)被喚醒。對(duì)于單片機(jī)只須間歇工作、但又需要實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)功能的應(yīng)用場(chǎng)合，提供了非常有效的節(jié)能方法。CPU在不工作時(shí)可進(jìn)入STOP模式或HALT模式，進(jìn)入低功耗的后備功能狀態(tài)。當(dāng)時(shí)鐘中斷到來(lái)時(shí)，CPU回到正常工作狀態(tài)，進(jìn)入時(shí)鐘中斷處理程序做時(shí)鐘更新處理，然后再進(jìn)入后備功能狀態(tài)。

2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的低功耗設(shè)計(jì)主要注意的問(wèn)題

（1）系統(tǒng)中單片機(jī)以外的其它電路器件盡可能選用靜態(tài)功耗低的器件，如選用CMOS電路芯片。

（2）外部設(shè)備的選擇也要盡可能支持低功耗設(shè)計(jì)。

（3）設(shè)計(jì)外部中斷喚醒電路，使單片機(jī)在等待時(shí)可進(jìn)入休眠模式或待機(jī)模式，需要時(shí)由外部中斷信號(hào)喚醒。

（4）設(shè)計(jì)外部器件的電源控制電路，使外部器件或設(shè)備在不工作時(shí)關(guān)斷供電，減少無(wú)效功耗。

（5）設(shè)計(jì)充分利用系統(tǒng)低功耗特點(diǎn)的軟件。

3 在線改變CPU的時(shí)鐘頻率以降低功力量的C語(yǔ)言程序舉例

CPU在不需要高速運(yùn)行時(shí)，可設(shè)置在較低的時(shí)鐘頻率下工作，在運(yùn)行過(guò)程中可根據(jù)需要在線改變CPU的時(shí)鐘頻率。下面是一個(gè)通過(guò)按鍵產(chǎn)生外部中斷信號(hào)改變NCE單片機(jī)μPD780058的CPU時(shí)鐘頻率的程序，它使CPU在主、副時(shí)鐘切換運(yùn)行。通過(guò)I/O口P6的位0引腳連接1個(gè)LED小燈，每按下一次按鍵就使CPU的時(shí)鐘頻率改變。在主時(shí)鐘和副時(shí)鐘頻率下工作時(shí)，用同樣的軟件延時(shí)程序控制小燈點(diǎn)亮的時(shí)間，以此觀察CPU的運(yùn)行速度。

程序清單：

//**************宏定義**************

#define PCCMODEM 0x00 //CPU時(shí)鐘控制寄存器PCC

//定義為選主系統(tǒng)時(shí)鐘

#define PCCMODES 0xf0 //CPU時(shí)鐘控制寄存器PCC

//定義為選副系統(tǒng)時(shí)鐘

#define PORT60 1 /P6口位0賦初值/

#define PORTM600 //P6口位0設(shè)為輸出

#define INTM0M 0x00 //定義外部中斷INTP1的

//中斷觸發(fā)沿為下降沿