單片機低功耗技術(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，通過程序改變處理器時鐘控制寄存器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

后備功能是為了進一步降低系統(tǒng)功耗。CPU用主時鐘時有HALT（待機）模式和STOP（休眠）模式，用副系統(tǒng)時鐘時有副時鐘運行模式和HALT模式。如表1所示。

表1 NEC單片機后備模式

1.7 內(nèi)部鐘表定時器

NCE 單片機內(nèi)部提供了時鐘定時器，每隔0.5s產(chǎn)生一次中斷。在系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時，仍可定時被喚醒。對于單片機只須間歇工作、但又需要實時計時功能的應(yīng)用場合，提供了非常有效的節(jié)能方法。CPU在不工作時可進入STOP模式或HALT模式，進入低功耗的后備功能狀態(tài)。當(dāng)時鐘中斷到來時，CPU回到正常工作狀態(tài)，進入時鐘中斷處理程序做時鐘更新處理，然后再進入后備功能狀態(tài)。

2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的低功耗設(shè)計主要注意的問題

（1）系統(tǒng)中單片機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。

（3）設(shè)計外部中斷喚醒電路，使單片機在等待時可進入休眠模式或待機模式，需要時由外部中斷信號喚醒。

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

（5）設(shè)計充分利用系統(tǒng)低功耗特點的軟件。

3 在線改變CPU的時鐘頻率以降低功力量的C語言程序舉例

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

程序清單：

//**************宏定義**************

#define PCCMODEM 0x00 //CPU時鐘控制寄存器PCC

//定義為選主系統(tǒng)時鐘

#define PCCMODES 0xf0 //CPU時鐘控制寄存器PCC

//定義為選副系統(tǒng)時鐘

#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