MCU基本技术原理及应用方案集锦

*灵活的I/O设置。MCU的I／0口资源丰富，配置灵活。有三种配置方式：漏极开路、推拉输出和弱上拉方式。用户可以根据实际需要通过相关寄存器的设 置来禁止或使能这些方式。其中将端口配置成漏极开路方式是最省电的方式。另外，MCU片上没有用到的其他外设可以通过软件来关闭。总之，根据项目的要求， 灵活运用MCU的各种低功耗特性，通过软件的控制，就可以很好地实现低功耗的要求。

　　使用每MIPS功耗来衡量MCU的低功耗性能是相对 比较准确。比如执行一个需要10K条指令的任务，甲MCU的工作电流为3mA，速度为10MIPS，则甲MCU需要工作lmS完成该任务，消耗 3mA*1ms*Vcc，然后甲MCU就可以进入低功耗模式了。而乙MCU的工作电流为1mA，速度为2MIPS，则乙MCU需要工作5mS完成，这样乙 MCU完成该任务的消耗为1mA*5mS*Vcc。电流大但是速度快的MCU可能更省电！

　　4、MCU在低功耗方面的设计方法怎样？

　　一般来说，MCU的运行的速度越高，供电电压越高，功耗也就越高。要降低单片机系统的功耗，就要降低单片机系统的供电电压，降低MCU运行的频率。

　 　举例分析说明：客户要做一个无线计时类产品，使用电池做供电电源，要求平均功耗不超过200uA。该产品是间歇工作的：当收到数据时激活，快速处理数 据；当空闲时进入休眠状态，来降低功耗，己有不少制造商可达150μA以满兰客户要求。例如，C8051F333型MCU。

　　4.1看一下C8051F333的电气参数就知道了

　　*正常模式，CPU从Flash取指令。

　 　IDD（当Vdd=3.6v F=25MHz时）为10.7mA-11.7mA；IDD （当Vdd=3.0v F=25MHz时）为7.mA-8.3mA；IDD （当Vdd=3.6v F=1MHz时）为0.38mA；IDD （当Vdd=3.0v F=80Hz时）为31μA。

　　*Idel模式，CPU停止工作。

　　IDD（当Vdd=3.6v F=25MHz时）为4.mA-5.2mA；IDD （当Vdd=3.0v F=25MHz时）为3.8mA-4.1mA；IDD （当Vdd=3.6v F=1MHz时）为0.2mA；IDD （当Vdd=3.0v F=80Hz时）为16μA。

　　光看上面两个模式的数据，肯定不行。因 为要满足系统的运行速度，又要满足低功耗≥1MHZ的频率，则功耗都要超过客户的要求。而正确答案是：在不降低MCU运行速度（MCU处理数据时的运行频 率是24.5MHZ）的情况下，客户使用C8051F333成功实现了低功耗的要求：比150μA还低， 真可谓鱼和熊掌兼得。

　　4.2它是怎样实现的？

　 　见图1所示。使用了内外两种晶振。工作时使用内部高速晶振24.5MH2，空闲时切换到外部低速晶振32.768KH2，并且进入Idle模式。并且把 没有用到的外设全部关闭，就这么简单。由此看出，功耗是一个系统的问题，单片机系统的功耗是由MCU和其外围电路的功耗共同决定的，低功耗是无数个细节省 出来的。

　　5、小尺寸单片机在便携式设备中的应用

　　面对如今便携式设备提出的挑战单片机，如何应对挑战？而用小尺寸单片机是在一种理想的举措应对，值此以C8051F小尺寸单片机为例，分析其在便携式设备中的应用。为此先介绍C8151F小尺寸单片机应用特征。

　　5.1C8051F小尺寸单片机应用特征

　　概括为：小封装，低功耗， 宽电压工作范围（2.7V-3.6V）， 高速、高集成度与高保密性。

　　5.2应用

　　以TFT屏背光管理、闪信应用为例说明。

　　5.21C8051F30X在彩色TFT屏背光中的应用

　 　随着便携式电子设备的普及，人们对其彩色显示屏的要求也越来越高，LED正在被逐步应用于LCD的背光。传统的LED背光是采用白色LED作为背光源， 有以下的缺点：一般背光需要多个白色LED，但白色LED有个体差异，一致性不好，容易导致彩色显示屏色彩不均匀，失真等现象；白色LED容易老化，使彩 色显示屏的亮度降低。产品如果有这些问题，容易给消费者留下不好的印象，消弱产品的竞争力。

　　那应该如何去解决这些问题？而采用C8051F30X的彩色TFT屏背光方案就很好地解决了这些问题，其功能框图（见图2所示）如下：

　　*技术特征

　 　背光采用红、绿、蓝三色LED，发出的光组成白光。因为每种颜色的LED采用串联连接方式，所以使用了AMS高性能的LED Driver AS3691；通过Avago的CoIor Sensor芯片HDJD-S722-QR999，检测R、G和B三色的亮度；C8051F30X根据HOJD-S722-QR999送过来的信号，产生 相应的PWM来控制R、G和B三色的亮度，使白光的效果始终在最佳状；同时C8051F30X通过一个 接口与主CPU通讯，接收主CPU对亮度调整的控制命令。

　　*对MCU的要求

屏的尺寸现在都很紧凑，同时厚度很薄，对 MCU的尺寸要求很高，C8051F30X尺寸只有3×3mm，厚度只有0.9mm；要求具备PWM输出，多路输入的ADC和通讯接 口；C8051F30X支持3个PWM输出，多路复用的AD输