關于便攜應用而言，電池壽命至關重要。正如煙霧探測器、安全設備和自動調溫器等應用，廠原裝的電池要能夠維持長達10年以上的工作時間。因此，延長電池壽命已成為便攜式應用設計中的關鍵組成部分。

為了最大程度地延長電池壽命，設計師要將系統的平均電流消耗降至最低。要實現這個目的，采用多種低功耗工作模式及選用合適的元器件就非常重要。就低功耗工作模式而言，其中就包括關斷模式和實時時鐘待機操作模式。而重要的元器件包括：微控制器(MCU)、電源和信號鏈路元件。由于各種MCU在成本、外設設計、CpU架構及片上資源集成度等方面的差異日益增多，要為具體應用選擇一款最佳的MCU變得更具挑戰性。

關于便攜式工業測量應用而言，要選擇出最適合的MCU，就須優先考慮個中的關鍵應用需求，如擁有更長的電池壽命、高性能的模擬外設和豐富的用戶接口。右文談到了一些實現最長電池壽命的訣竅，供設計人員參考。

應該

1.盡量將待機模式的電流消耗降至最低。在許多便攜式應用中，在超過99%的時間內，CpU都處于空閑狀態。這種情況下，電流消耗會逐漸向空閑模式過渡，在這種模式下，既可以進入完全關斷模式或等待外部中斷直至被喚醒的模式，又可利用按時器進行實時時鐘操作。

2.選用喚醒時間最短的MCU。MCU在工作模式下電流消耗最大。在MCU喚醒過程中，也就是從空閑模式進入工作狀態時，CpU消耗的卻是數值要高出很多的工作模式電流。因此，設計人員應該考慮選用喚醒和代碼執行速度越快越好的MCU。一般而言，我們將從出現中斷到時鐘恢復快速穩定運行之間的這段時間含義為喚醒時間。在圖中，德州儀器MSp430F20x1的中斷喚醒時間少于200納秒。

3.采用低功耗欠壓復位(BOR)保護。任何便攜應用都要BOR或低壓檢測功能，以此確保在電源電壓降至低于規定值時，系統能自動復位。許多MCU都具備欠壓保護功能，但也額外新增了20至70微安的電流消耗。由于此項保護功能必須一直處于工作狀態，設計人員應考慮采用低功耗的BOR功能。例如，TI的MSp43016位MCU就具有零功耗欠壓復位保護功能。

4.盡可能高地提高集成度。某些MCU整合的功能，使你無須在板上采用高分辨率A/D、運算放大器和12位D/A。這些集成的功能可進行寄存器通信，從而取代了電流消耗更大的串行通信。在電路板上添加任何元器件，都會導致漏電流增大。

圖：便攜式應用應當采用喚醒時間短的MCU，從而節省電流消耗

不應該

1.僅僅依靠一項規范的首頁資料，就選定一款MCU。設計人員必須仔細閱讀完整數據手冊，留意最壞條件下的工作溫度、極限參數和工作電壓。

2.想當然地認為不同供應商的MCU的工作模式都差不多。實際上，MCU的電流消耗值會因不同供應商而異。例如，某家MCU供應商也許就不會供應在某種給定工作條件下所常見的全部功能。

3.采用多種電源。某些設計要采用多種電源或復雜電源。由于電源在大多數情況下都要持續工作，使用低壓差穩壓器或升壓轉換器可能導致代價高昂，因為它不僅新增了成本，還導致平均電流消耗更大。可以考慮采用3V電源供電。

4.采用輪詢監控。某些MCU建議采用無限循環，這樣就可循環監控你要監控的所有外設。這是一種低效方法，它加大了CpU負荷，并新增了電流消耗。請考慮采用具有優異中斷功能支持的MCU。例如，有些低功耗MCU擁有支持多達兩個8位端口的中斷向量，而其它一些MCU則只支持極少數的I/O。

5.不當使用CpU。一條常規建議是仔細閱讀用戶手冊，確保充分利用MCU供應的特性。必須意識到，每執行一行無用代碼，就會浪費一些電池電量。一款低功耗MCU應該具有這樣的硬件特性：當外設執行無須任何處理工作的特定任務時，應使CpU保持在關斷狀態。以自動掃描為例，A/D轉換器能自動掃描不同通道，并將數值存儲在臨時緩沖器、閃存或RAM中，而無須涉及CpU。

作者：JuanAlvarez

MSp430微控制器經理

德州儀器