改善8051系统用电效率的微控制器

单片机论文改善8051系统用电效率的微控制器摘要:一种改进架构的高性能8051设计、外围功能集成、选用合适的时钟源以降低功耗;并介绍节省电能的软件技术及采用待机模式降低功耗的技巧。关键词:停机模式空闲模式功率管理模式便携式产品的功能和性能日新月异。消费者对产品性能的要求也越来越高,需要更强大的运算能力支持;另一方面,希望产品具有更低的功耗。尽管已经出现了很多功耗处理器,但它们的性能通常很有限。Dallas公司的系列高速微控制器在性能和功耗之间取得了一个很好的折衷,采用了8051架构——世界上最流行的微控制器之一。简单易用、丰富的I/O资源使这种微控制器深受设计者的喜爱,并被广泛接受。它的流行势头已蔓延到了便携式领域,在很多应用中都有其用武之地。本文旨在探讨使用8051控制器时,如何降低功率的消耗,重点介绍一种改进架构的高性能8051设计。1时钟频率任何微控制器设计中,决定功耗的一个首要因素就是系统的时钟频率。互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的器件功耗直接正比于时钟频率。因此,从省电的角度考虑,将处理器运行于尽可能低的频率比较有利。图1表示一个普通的8051微控制器的典型功率曲线,一个被所有便携系统设计得所熟知的关系。一般来讲,电流随频率的变化曲线为线性,具有一定的DC偏移。这个静态电流由片由的静态电路所消耗,例如比较器、运算放大器等。其数值一般很小(<1mA),是一个不可忽略的固定吸收电流。任何功率受限的设计都应该考虑采用尽可能慢的运行速度。决定最低系统频率,也就是最低功耗的,有很多因素,包括期望得到的系统性能、中断响应延尽等。不管采用什么标准,最终目标是相同的:使器件的工作频率尽可能地靠近应用的需求。2高速内核要降低基于8051系统的功率消耗,最直接的办法就是改善微控制器的效率。805