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摘 要：随着全球对节能降耗的逐渐重视，社会各界开始广泛关注如何有效降低电子产品的能耗问题，大多数电子产品多采用嵌入式处理器作为核心器件，因此如何 降低嵌入式单片机电子产品的功耗成为 了关键。本文首先分析与探讨了有效降低嵌入式单片机功耗的措施，再对嵌入式单片机应用系统的低功耗技术进了探索与研究。
关键词：嵌入式;单片机应用系统;低功耗技术
目前在大多数采用嵌入式单片机控制的电子产品或自动化系统中，还存在电能消耗较大的问题，这在一定程度上会影响了国家节能减耗措施的实施，也不利于低碳经济的发展[1]。低功耗技术是为了有效降低嵌入式单片机应用系统能耗而提出的一项措施，它可以最大程度上实现嵌入式单片机应用系统内部性能的优化配置，从而实现节能降耗的目标。
1有效降低嵌入式单片机功耗的措施
1.1提升设计嵌入式单片机的集成度
一般来讲，我们在设计嵌入式单片机应用系统时，通常会选取集成度的芯片来有效降低系统的实际能耗[2]。这种措施的主要原理就是通过有效降低芯片外部的电路消耗，进而实现芯片自身的低能耗。
1.2逻辑性划分好嵌入式单片机的内部电路
在具体设计嵌入式单片机时，首先需要了解系统的实际功能与具体需求以及相应的能耗。设计者将这些数据信息作为基本的参照依据，从而科学划分嵌入式单片机的内部电路，使得电路拥有不同的逻辑组合形式[3]。通常来看，在设计嵌入式单片机内部电路时，需要根据系统的实际情况来选择合适的组合方式，从而保证电路能够持续高效地运转。嵌入式单片机内部电路只需处于非工作状态，便可以维持电路的正常运行，从而实现降低系统整体能耗的目的。
1.3提高嵌入式单片机工作电压的宽度
通常，单片机自身的工作电压会受到一定程度的限制[4]。基于这种情况，需要在嵌入式单片机与电源之间连接相应的电压转换设备，同时还需要结合嵌入式单片机工作时的具体电压宽度，从而有效提高嵌入式单片机相应的工作电压范围，进而有效降低电压转换设备的具体能耗，使其对嵌入式单片机的能耗减少。
1.4双时钟模式的设计
嵌入式单片机的实际功耗，容易受到系统运行频率的影响。所以，可以有效利用降低系统运行频率的方式来实现降低单片机的实际功耗。在实际应用嵌入式单片机系统时，可以按照单片机的具体运行方式来设计相应的双时钟模式。双时钟模式中包含了低频率运行时钟与高频率运行时钟，可以通过系统运行过程中频率的有效转换来将系统的运行模式降到低频率程度，这种措施也可以有效降低系统的运行功耗。
2嵌入式单片机应用系统的低功耗技术探究
2.1单片机的低功耗技术
在COMS系统里，Ws代表着系统的具体功耗，一般运用Ws=CU2f的形式来表示。时钟的实际频率用f来表示，电源电压用U来表示，系统的实际负载电容则由C来表示。要想降低系统的实际功耗，可以通过有效降低供电电源的电压来实现。在保证系统的具体响应速度能够符合标准的情况下，便可以逐步降低时钟的平均频率，并将时钟管理技术与低功耗休眠相结合，从而选择符合系统要求的低功耗单片机。
2.2有效处理CMOS电路的方法
根据电路的具体特点，为了防止未用输入引脚浮空的现象出现，保证电荷的累积增加功耗不会在输入引脚上形成。我们首先要实现电流输入的平稳运行，使输入的信号幅度能够符合相应的电压范围。除此之外，我们在系统电路之中，要尽量利用CMOS电路合成，从而防止使用总线驱动力。
2.3降低存储器功耗的措施
为了有效降低系统的整体功耗，在选择相应的存储器时，需要优先选择HCMOS工艺的存储器。利用工作方式的维持形式，进而实现存储器在不工作的情况下，不会被系统选中。只有在读或者是写存储器时，才会产生相应的工作电流，这样就可以明显实现降低存储器功耗的目标。
2.4降低显示系统功耗的方法
在低功耗系统之中，系统一般需要配置功能不同的显示器，进而显示系统的工作状况、具体输入参数及相应的测量结果等等，从而有效实现了方便、快捷的人机对话。一般来说，在选择相关显示系统时，通常是会选择液晶材质的显示系统，进而有效实现缩小显示器体积，降低实际功耗的目标。液晶显示器的工作电压通常在三至六伏以内，其具体的功耗情况一般是每平方厘米18-80μW。
2.5有效降低D/A、A/D转换器的实际功耗
在设计单片机系统时，一般会采用前向通道A/D转换器与后向通道D/A转换器来采集现场的模拟信号，以及控制模拟量。最好是优选内部配置了A/D转换器与D/A转换器的单片机，从而利用其较高的性价比来有效实现低功耗的目标。在这个过程中需要注意的是，选择的转换器需要考虑到是否符合系统的具体精度要求。
2.6设计低功耗的系统软件
在设计低功耗的系统软件时，要防止在利用软件循环延时时，采取中断定时器的方式来缩减CPU相应的工作时间。我们在单片机进入待机的情况下，有效利用内部配置的定时计数器来确保工作状态良好，从而实现计时与记数的目标。除此之外，系统的显示部分最好是利用锁存器的方式来实现静态显示，从而防止使用动态扫描方式，进而有效降低了系统的实际功耗。
3结语
随着我国对节能降耗的不断重视，低碳经济也逐步发展起来。嵌入式单片机应用系统要想有效实现降低具体功耗的目标，就需要对相应的低功耗技术进行探索与研究，从而实现内部性能的优化配置，达到节能降耗的最终目的。
参考文献：
[1]张鑫，杨文波，元红妍.嵌入式单片机应用系统的低功耗技术[J].烟台大学学报（自然科学与工程版），2012，04：299-302.
[2]戴月.嵌入式系统低功耗技术的研究和应用[J].电子制作，2015，07：33.
[3]谭阳.嵌入式单片机应用系统的低功耗技术分析[J].电子技术与软件工程，2015，15：254.
[4]刘少华，王昊.嵌入式系统低功耗技术及应用[J].软件导刊，2015，11：128-129.
作者简介：
王用鑫（1979.11～），男，四川资中人，汉族，本科，副教授，主要研究方向：电子信息工程。
关键词：嵌入式;单片机应用系统;低功耗技术
目前在大多数采用嵌入式单片机控制的电子产品或自动化系统中，还存在电能消耗较大的问题，这在一定程度上会影响了国家节能减耗措施的实施，也不利于低碳经济的发展[1]。低功耗技术是为了有效降低嵌入式单片机应用系统能耗而提出的一项措施，它可以最大程度上实现嵌入式单片机应用系统内部性能的优化配置，从而实现节能降耗的目标。
1有效降低嵌入式单片机功耗的措施
1.1提升设计嵌入式单片机的集成度
一般来讲，我们在设计嵌入式单片机应用系统时，通常会选取集成度的芯片来有效降低系统的实际能耗[2]。这种措施的主要原理就是通过有效降低芯片外部的电路消耗，进而实现芯片自身的低能耗。
1.2逻辑性划分好嵌入式单片机的内部电路
在具体设计嵌入式单片机时，首先需要了解系统的实际功能与具体需求以及相应的能耗。设计者将这些数据信息作为基本的参照依据，从而科学划分嵌入式单片机的内部电路，使得电路拥有不同的逻辑组合形式[3]。通常来看，在设计嵌入式单片机内部电路时，需要根据系统的实际情况来选择合适的组合方式，从而保证电路能够持续高效地运转。嵌入式单片机内部电路只需处于非工作状态，便可以维持电路的正常运行，从而实现降低系统整体能耗的目的。
1.3提高嵌入式单片机工作电压的宽度
通常，单片机自身的工作电压会受到一定程度的限制[4]。基于这种情况，需要在嵌入式单片机与电源之间连接相应的电压转换设备，同时还需要结合嵌入式单片机工作时的具体电压宽度，从而有效提高嵌入式单片机相应的工作电压范围，进而有效降低电压转换设备的具体能耗，使其对嵌入式单片机的能耗减少。
1.4双时钟模式的设计
嵌入式单片机的实际功耗，容易受到系统运行频率的影响。所以，可以有效利用降低系统运行频率的方式来实现降低单片机的实际功耗。在实际应用嵌入式单片机系统时，可以按照单片机的具体运行方式来设计相应的双时钟模式。双时钟模式中包含了低频率运行时钟与高频率运行时钟，可以通过系统运行过程中频率的有效转换来将系统的运行模式降到低频率程度，这种措施也可以有效降低系统的运行功耗。
2嵌入式单片机应用系统的低功耗技术探究
2.1单片机的低功耗技术
在COMS系统里，Ws代表着系统的具体功耗，一般运用Ws=CU2f的形式来表示。时钟的实际频率用f来表示，电源电压用U来表示，系统的实际负载电容则由C来表示。要想降低系统的实际功耗，可以通过有效降低供电电源的电压来实现。在保证系统的具体响应速度能够符合标准的情况下，便可以逐步降低时钟的平均频率，并将时钟管理技术与低功耗休眠相结合，从而选择符合系统要求的低功耗单片机。
2.2有效处理CMOS电路的方法
根据电路的具体特点，为了防止未用输入引脚浮空的现象出现，保证电荷的累积增加功耗不会在输入引脚上形成。我们首先要实现电流输入的平稳运行，使输入的信号幅度能够符合相应的电压范围。除此之外，我们在系统电路之中，要尽量利用CMOS电路合成，从而防止使用总线驱动力。
2.3降低存储器功耗的措施
为了有效降低系统的整体功耗，在选择相应的存储器时，需要优先选择HCMOS工艺的存储器。利用工作方式的维持形式，进而实现存储器在不工作的情况下，不会被系统选中。只有在读或者是写存储器时，才会产生相应的工作电流，这样就可以明显实现降低存储器功耗的目标。
2.4降低显示系统功耗的方法
在低功耗系统之中，系统一般需要配置功能不同的显示器，进而显示系统的工作状况、具体输入参数及相应的测量结果等等，从而有效实现了方便、快捷的人机对话。一般来说，在选择相关显示系统时，通常是会选择液晶材质的显示系统，进而有效实现缩小显示器体积，降低实际功耗的目标。液晶显示器的工作电压通常在三至六伏以内，其具体的功耗情况一般是每平方厘米18-80μW。
2.5有效降低D/A、A/D转换器的实际功耗
在设计单片机系统时，一般会采用前向通道A/D转换器与后向通道D/A转换器来采集现场的模拟信号，以及控制模拟量。最好是优选内部配置了A/D转换器与D/A转换器的单片机，从而利用其较高的性价比来有效实现低功耗的目标。在这个过程中需要注意的是，选择的转换器需要考虑到是否符合系统的具体精度要求。
2.6设计低功耗的系统软件
在设计低功耗的系统软件时，要防止在利用软件循环延时时，采取中断定时器的方式来缩减CPU相应的工作时间。我们在单片机进入待机的情况下，有效利用内部配置的定时计数器来确保工作状态良好，从而实现计时与记数的目标。除此之外，系统的显示部分最好是利用锁存器的方式来实现静态显示，从而防止使用动态扫描方式，进而有效降低了系统的实际功耗。
3结语
随着我国对节能降耗的不断重视，低碳经济也逐步发展起来。嵌入式单片机应用系统要想有效实现降低具体功耗的目标，就需要对相应的低功耗技术进行探索与研究，从而实现内部性能的优化配置，达到节能降耗的最终目的。
参考文献：
[1]张鑫，杨文波，元红妍.嵌入式单片机应用系统的低功耗技术[J].烟台大学学报（自然科学与工程版），2012，04：299-302.
[2]戴月.嵌入式系统低功耗技术的研究和应用[J].电子制作，2015，07：33.
[3]谭阳.嵌入式单片机应用系统的低功耗技术分析[J].电子技术与软件工程，2015，15：254.
[4]刘少华，王昊.嵌入式系统低功耗技术及应用[J].软件导刊，2015，11：128-129.
作者简介：
王用鑫（1979.11～），男，四川资中人，汉族，本科，副教授，主要研究方向：电子信息工程。