80C51便携式产品中的低功耗设计

压CPU的选择，其它部分也要选择低电压的型号。我们选择的器件全部可以工作到2.7V，最终确定工作电压为3V，由稳压电路提供稳定的输出。此外，值得一提的是，3.3V也是一个较好的选择，因为3.3V是W78LE516在线编程（ISP）的电压下降，ISP是一个很有价值的功能，并且3.3V电压一睥器件也较容易得到。

五、让空闲模式和掉电模式占用更多的时间

80C51有三种工作模式：运行模式、空闲模式和掉电模式。正确编程以便使80C51在较多的时间内工作在后面两种模式下，是PDA类产品降低功耗的有效途径。对于W78LE516，2.4V供电电压和12MHz时钟频率下，三种模式的电流消耗如表1所列。

表1 

模式	运行	空闲	掉电
电流（max）	3mA	1.5mA	20μA

低功耗的软件原则是让运行模式远比空闲、掉电模式少占用时间，尤如一个占空比很小的脉冲，消耗的能量较少。在开机状态下，靠中断唤醒CPU，在短暂的时间内工作在运行模式，处理相应的事件，然后进入空闲（或掉电）模式；在关机状态下，完全进入掉电模式。

PDA类产品的主要机时占用是显示和按键的交互操作。仅在较短的时间内有大量的计算，需全速运行，显示也是瞬间完成，大部分时间花在等待按键上。如果采用查询方式，CPU钭以运行模式等待按键，耗电较大；如果采用中断方式，则可以由中断唤醒CPU，让较长的等待按键时间，都处在空闲模式（或掉电模式）。

中断有两种实现方式：一种是键盘接到外部中断引脚，外部中断唤醒CPU；一种是采用定时器中断，定时唤醒CPU，完成键盘处理和其它工作后CPU又进入休眠状态。

令人耳目一新的是，通常的80C51从掉电模式唤醒到运行模式，只能靠硬件复位；而78LE516可以通过第二途径——中断INT0和INT1来唤醒，这对于PDA类产品权为有利。因为掉电模式的功耗，会比空闲模式小2～3个数量级，整机功耗将会进一步降低。类似的功能在PHILIPS公司的PLC系列低功耗单片机中也提供。

六、外围器件的合理使用

由于外围器件的使用不是很频繁，所以要选择带片选功能的外围器件， 不使用它们时进入低功耗模式。

减少外围器件的使用是PDA类产品降低功耗、减小体积的积极办法，但这要视系统可行性而定，并需要软件的配合。例如，使用78LE516内部64KB程序空间，对中等规模的系统已经足够，可以不使用外部程序存储器；使用好78LE516内部RAM，尤其是比80C52多出的内部256字节AUX RAM，可以节省外部RAM和寻址电路，这需要对软件很好地规划；78LE516的P4口可以义为指定外部地址的设备片选信号，可以节省外部地址译码电路。

不可小视CMOS器件未使用的输入口。一个悬空的输入端不但可能因为其高输入阻抗而感应电荷，损坏器件，而且可能造成不断唤醒CPU，不能进入掉电模式。假如输入口感应到较高频率的信号。增加的电流甚至高达20mA。这一结论从公式（1）的理论和开实践都可以验证。正确的处理办法是将未使用的输入接到Vcc或地。

七、关机后关断整机电源

对于钮扣电池供电的设备，关机态的电流消耗也是不可忽略的。10μm的关机电流累积一个月，就会消耗大于6%的电池容量。

关断整机电流的简单方法是用CMOS触发器控制一个晶体管做的电子开关，通常开关三极管的截止电流小于500mA。
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    图2是我们设计的智能电源控制电路，靠一个耗电极少的单片机PIC12LC508A控制晶体管电子开关和DC-DC变换器，可以实现单键开关机、自动关机、禁止关机、定时开机等功能。

现在，越来越多的电池变换芯片具有SHUT DOWN引脚和电流与负载断开的功能。采用这一特性实现的电路，使用与图2类似的原理，关机电流也可以达到1μA以下。

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