浅析低功耗仪表设计牛通摘要：本文主要研究了在低功耗仪表设计中的主要设计环节，提出了低功耗仪表设计的方法和实施步骤。文章硬件和软件两个角度探讨了降低功耗的方法，实践验证了该设计方法的可行性和技术手段的有效性。关键词：低功耗；仪表设计Abstract:thispapermainlystudiesthelowpowermeterinthedesignofmaindesignlink,putsforwardthemethodoflowpowermeterdesignandimplementationprocedures.Thebothhardwareandsoftware,thispaperhaslowerpowerconsumptionmethod,practiceprovesthisdesignthefeasibilityofthemethodandthetechnicalmethodiseffective.Keywords:lowconsumption;Instrumentdesign：U173.5文献标识码：A：1引言随着对低功耗的迫切要求，越来越多的设计人员开始重视功耗问题。从电子器件的开发到终端产品的设计，个个环节都在努力达到降低功耗的目标。对于仪表设计人员，降低系统功耗的传统手段主要集中在硬件上，如：选择低功耗器件、安排不同的供电回路等。但是对于软件手段重视不够，也较少使用。然而---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---不同质量的软件可能会使功耗有成百上千倍的差距。随着新型器件的出现，仪表低功耗的设计必须软硬结合，充分发挥各自特点。以下结合这两方面，介绍低功耗设计中常用的技术和重要的设计环节。2.1选择具有低功耗特点的电子器件CMOS器件以其低功耗特性，一直以来是设计的首选。随着电子技术的发展，新一代的HMOS器件速度更高、功耗更低，而且种类更丰富。当前许多器件自身具有功耗调节能力，如各类新型单片机和DSP，它们都具有多种功耗状态，可以通过软件进行控制。此外，一些接口器件也可以通过关闭功能模块的方式降低能耗。在设计时应该优先考虑具有以上特点的器件。2.2合理选择工作电压和频率，合理控制功耗状态功耗对工作电压和时钟频率非常敏感。因此，要降低功耗就要尽量降低工作电压和时钟频率。工作电压的选择，要考虑到供电电源以及各器件工作电压之间的匹配问题。对于工作频率则要根据任务实时性要求来确定，一味降低频率会使运算速度下降，达不到性能要求；盲目提高频率则会增加功耗。目前低功耗微控制器中，大多运用软件来控制时钟频率从而达到满足不同性能、功耗的需求。因此设计时需要通过软件合理控制功耗状态。2.3注重电路设计传统上对于不同的CMOS器件引脚要接稳定电平，以保护器件不会因为积累电荷产生的感应电动势而损坏。这样的做法还有利于降低功耗。这是因为，悬空的输入引脚由于处于0，1之间的过渡区，使电路中的反相器P沟道和N沟道都处于导通状态，致使功耗增大。在PCB板设计时，要尽量避免布线产生的寄生电容。因为寄生电容在高频环境下会消耗很多能量。2.4精心设计电源，合理安排供电方式---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---由于现代仪表中器件众多，经常需要多种电壓以及多种供电方式。因此在设计时最好根据各模块的需求统一设计电源，尽量减少电压、电流转换环节，降低能量在这些环节的损耗。减少交流变压器之类的低效率转换器件，而使用功率转换率高的DC—DC模块以及开关电源。2.5合理选择传感器以及输出器件传感器是测量仪表中必不可少的，在设计时如果能达到同样的要求，应尽量选择有源的、电压式、低功耗传感器，避免选择电容式或电磁式高耗能传感器。输出器件也是仪表必备的，尽量选择能耗低的器件如LCD、LED等。2.6充分应用中断方式降低功耗对于传统的控制器中断方式和循环方式在能耗上没有多大区别。然而现代低功耗的控制器则不然，它们可以在很低的功耗状态下响应外部的中断，甚至在CPU停止工作的情况下响应中断。因此安排系统处于低功耗的中断等待状态可以大大降低能耗。例如TI的MSP430和Renesas的SLP微控制器，利用中断方式实现等待的能耗要比使用循环方式实现等待的能耗小300至2000倍。2.7根据功耗特点优化软件利用循环进行软件延时是常用的一种编程手段，但执行时会浪费许多不必要损失的能量。应该尽量利用定时器来完成这些工作，因为现代微控制器的定时器大都可以在很低的能耗状态下工作...