便携型自动仪器的低功耗管理研究

便携式智能仪器的电源变换可采用微功耗DC-DC变换模块，信号发生器可采用现有的单片微功耗函数发生器，模拟放大电路可采用低（微）功耗运算放大器，逻辑电路可采用cMos器件，显示可采用LcD显示器（液晶显示器），单片机系统可采用带有刀D转换和内设RoM的微功耗单片机。电池的选用便携式智能仪器一般采用市售电池供电，因此，电池的选用也是便携式智能仪器低功耗设计必须考虑的内容。便携式智能仪器在选择电池时，主要应考虑两方面的因素：一是电池的体积和容量比；二是电池易于购买，便于用户更换。目前，5号电池的性能优于7号电池，除非特殊情况，便携式智能仪器应选用5号电池作为工作电源。市售5号电池主要有：碱性高能电池，Ni-cd充电电池和普通电池。其中碱性高能电池容量*大，Ni-cd充电电池次之；普通电池的单个价格*低，碱险高能电池次之。考虑便携式智能仪器的使用寿命，选用充电电池一次险投入稍大，但用户的使用成本很低。而且，Ni-cd充电电池在供电期内的电压输出较为平坦。功耗较低的市区用便携式智能仪器也可选用层叠电池。

合理处理引脚为降低功耗，多余的门电路引脚应遵循使输出为高电平的使用原则。据此，多余非门，与非门的输入端应接低电平，多余与门、或门的输入端应接高电平，从而保证上述多余门电路的输出端为高电平。选用了一片外部程序存储器EPROM的便携式智能仪器，应注意不要将“片选”引脚和“读出”引脚直接接地，避免EPROM被长期选通。如果将“片选”引脚和“读出”引脚连在一起，用“外部存储器读选通”控制线驱动，使EPROM只在需要其工作时才被选通，将明显降低单片机系统的功耗。

软件方法软件也直接影响仪器的功耗，便携式智能仪器可以从以下方面进行软件设计，降低仪器的功耗。睡眠方式许多单片机设有低功耗模式，即睡眠方式（SLEEP）。使用单片机睡眠方式可以减少单片机的工作时间，降低单片机功耗。静态显示传统的智能仪器常常采用动态扫描显示方式，cPu长期处于工作状态，电流消耗因此较大。便携式智能仪器应当采用静态显示方式，选用集锁存、译码、驱动与显示为一体的低功耗器件，减少cPu的工作时间。

避免循环延时循环延时是单片机软件设计的一种常用等待、延时方式。事实上，单片机在执行软件循环延时时，cPu始终在工作，这种方式不利于单片机系统的低功耗设计，在便携式智能仪器软件设计中应当尽量避免。一种较好的取代方法是采用中断的工作方式，减少cPu的工作时间。当单片机的中断源不够时，可采用中断源扩充方式。