浅谈低功耗控制电路和程序设计思路

供电系统的功耗分析

下图是7R手台控制电路(用2个端口做开关机判断处理，按键开关机时波形图(开/关机波形一样))

上图的工作原理是这样的：

当POWER_KEY按下不，TP1点就持续高电平(下面示波器波形图的下面一个通道的波形图)，

由于C1两端电平不能突变，所以C1在POWER_KEY按下瞬间其两端都是高电平(其实C1起到加速作用)，这样三极管Q1的由于基极出现高电平会瞬间导通，然后，TP2点出现低电平，然后C1会通过Q1的基--Q1发射--R1--C1构成一个回路进行放电，注意C2电容的容量相比C1很小，0.1u=100000p,估计C2在此电路的作用就是滤除高频成分的目的。

(这里容易糊涂：C1不能突变，POWER_KEY按下瞬间C1两端不能突变，可是C2两端也不能突变，所以C2两端都是低电平，那C1和C2的交点电压就打架了?,因为C2电容量相比C1的电容量很小，几乎对C1不会产生影响，当然如果C1和C2都是0.1uf,这POWER_KEY1导通瞬间，由于C1 C2两端电压都不能突变，则他们的交点电压应该是2.5V)

下面用一个端口实现的开关机功能(因为INT0和PB14功能可以做程序中作改变)：

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