在給低功耗51單片機選型時，我們應(yīng)當(dāng)清楚，不同的單片機具有不同的優(yōu)勢。有些單片機具有真正的低功耗睡眠模式，而有些則降低了性能。有些可能具有多種睡眠模式，這些睡眠模式具有不同的水平，這些睡眠模式使用了單片機功能的不同子集，將其余部分關(guān)閉以節(jié)省功耗。

一、CMOS電路中的功耗基礎(chǔ)

在選擇低功耗51單片機選型時，我們可以參考功耗計算公司：P total = P活動 + P靜態(tài)；有功電流是由于MCU處理信息或以其他方式執(zhí)行代碼而消耗的電流，以及即使設(shè)備處于非活動狀態(tài)也存在的靜態(tài)電流。后者在很大程度上是使用PN結(jié)工作的任何硅器件固有的各種泄漏電流的結(jié)果。

二、切換速度

基本上，絕大多數(shù)MCU使用CMOS技術(shù)，并且CMOS門由兩個串聯(lián)在電源之間的晶體管組成，如下所示。

邏輯1發(fā)生在“高側(cè)”晶體管“開”和“低側(cè)”晶體管“關(guān)”時，邏輯0發(fā)生在情況相反時。當(dāng)柵極處于1或0的位置時，只有很小的泄漏電流被消耗——假設(shè)連接到柵極的負(fù)載電路沒有拉一個大的電流，這通常是內(nèi)部柵極的情況，但對I/O引腳當(dāng)然不是這樣，但是在邏輯狀態(tài)之間有一段過渡時期，當(dāng)兩個晶體管都可以短暫地打開，并出現(xiàn)開關(guān)電流峰值。當(dāng)然，從理論上講，對驅(qū)動負(fù)載的電容充電需要電流，但在內(nèi)部系統(tǒng)中，這應(yīng)該是非常低的，因為設(shè)計師花了大量時間優(yōu)化芯片布局和邏輯單元設(shè)計。看一個MCU的電流消耗通常是線性規(guī)模的頻率，因此，經(jīng)常引用mA/Mhz。

三、門數(shù)

除了開關(guān)速度會對MCU功耗產(chǎn)生影響，那么另一個重要因素便是門數(shù)，特別是在特定應(yīng)用中使用的電路。在所有其他條件相同的情況下，開關(guān)的門越多，設(shè)備消耗的電流就越大。這部分解釋了為什么32位單片機通常會比8位單片機消耗更多的有功功率，而在任何給定的有功操作期間只有更多的門在切換。

四、工作電壓

低功耗51單片機選型的另一個要考慮的因素是工作電壓，就應(yīng)用來說，這將對MCU的靜態(tài)電流和有功電流都有影響，電源電壓越低，功耗就越低。值得記住的是，電流消耗隨著工作電壓的增加而增加，有功功率P active與電壓的平方乘以頻率成正比。

五、溫度

數(shù)據(jù)手冊中寫的典型功耗通常是在室溫下給出的，但當(dāng)MCU在較高溫度下工作時，待機電流或睡眠電流會顯著增加，這在睡眠模式功耗是關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)時必須加以考慮。所以，在給低功耗51單片機選型，先看看8位MCU廠家的51單片機數(shù)據(jù)手冊。

六、運行方式

最后，低功耗51單片機選型還得看MCU的使用方式，它將在很大程度上決定其消耗的多少電量。在低功耗設(shè)計中，對MCU進行的任何比較都需要考慮該器件在多種可用工作狀態(tài)中的任何狀態(tài)下將持續(xù)多長時間。因此，比如在PIR傳感器應(yīng)用程序中，MCU可能將其大部分時間都花在待機模式下，僅在觸發(fā)被激活或發(fā)送不頻繁的“我還活著的信號”時才喚醒。在這種情況下，睡眠模式的電流消耗將是電流消耗的主要決定因素。這將與工業(yè)過程傳感器系統(tǒng)形成完全的對比，該工業(yè)過程傳感器系統(tǒng)大部分時間都處于喚醒狀態(tài)，而有功電流將成為基準(zhǔn)。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的有關(guān)低功耗51單片機選型的知識。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運放芯片和模擬開關(guān)。