便携式医疗设备规划人员正面临着一些特别的应战。他们所触及的范畴因严厉的监管检查、耐久的规划和运用周期，以及对终究产品的稳健性有非同一般的要求而众所周知。此外，一些关于一切电子设备来说很一般的规划方针，一旦牵涉到医疗设备时就产生了特别的重要含义。例如，低功耗一直都是便携式电子设备规划人员的方针。功耗越低意味着电池能够变得更小、更轻，这样能够进步产品的便携性。关于医疗设备来说，便携性的进步对患者的生命质量而言含义特殊。乃至患者的生命或许直接依赖于电池寿数。本文将阐明规划人员怎么运用单片机(MCU)来下降医疗设备的功耗要求。
电压和电池寿数
在低功耗运用中，MCU的静态功耗是一个重要的质量要素。一些具有高档处理技能的MCU在休眠形式下耗费的电流可低于50nA。为了适用于各种低功耗规划，MCU能在广泛的电压规模下作业很重要。例如，在运用碱性电池时，一般指定1.8V的作业电压，因为每节电池的终究电压为0.9V，而在运用中一般运用两节电池。挑选可在广泛电压规模下作业的MCU能够延伸便携式设备的作业寿数。可是，MCU的作业电压规模并不是仅有的决定要素。有必要考虑整个体系的作业电压规模，包含MCU上的外设。假如体系中的单个外设需求耗费大部分的能耗，那么仅下降MCU的功耗对体系总功耗简直没有什么影响。
下降功耗的办法
1.外设电源切换
便携式嵌入式体系功耗办理的基本原则是让MCU能够操控内部和外部外设的功耗。规划便携式医疗设备时，先确认必需的物理形式或状况，然后对规划进行分化，以便封闭不需求的电路。从众多不同的供货商中挑选适宜的MCU能够协助您去除外部元件和下降成本。如前所述，可在广泛电压规模下作业的MCU能够增强体系规划的功用性。
图1：在该医疗数据记载器运用中，MCU的I/O引脚能够用于对EEPROM和传感器供电。
让咱们以一个根据MCU的数据记载医疗监督器为例来阐明怎么最大程度地下降整个体系的功耗，这个监督器包含了传感器、EEPROM和电池(见图1)。在实践运用中，传感器能够丈量温度、氧饱和度、血压、血糖浓度或许多其他量的丈量。该医疗设备将用于监督患者在几个小时或更长时刻内的病况。在该示例中，MCU每隔2秒获取传感器读数、对传感器数据进行换算、将数据存储到外部EEPROM存储器中，然后等候下一个传感器读数。假如不需求考虑功耗，则能够一直对EEPROM、传感器及其偏置电路供电。可是，因为它是便携式医疗设备，高效运用可用电源是非常重要的。那么，怎样做才干下降此类体系的功耗呢？解决方案是让MCU在不需求这些外设时经过程序操控封闭它们。如图1所示，规划人员能够运用MCU的I/O引脚和一些代码字节，在需求时对EEPROM和传感器供电。因为所选MCU的I/O引脚最高能够供给20mA的电流，因而切换电源不需求额定的元件。
2.MCU功耗办理形式
嵌入式运用中节约功耗的一种通用方法是在体系对MCU的资源需求很低时，定时将MCU置为休眠形式。在咱们的示例中，体系每隔2秒进行一次丈量。假如实践需求11 ms进行丈量和存储成果，则MCU可在两次丈量之间休眠1989 ms。答应MCU休眠的时刻越长，则运用耗费的均匀功耗就越低。体系的MCU经过中止或经过看门狗定时器超时事情唤醒。保证运用具有适宜的看门狗超时持续时刻很重要。一般，按如下方法作业：假如运用需求MCU每隔一段固定时刻处理一次数据采样，那么看门狗定时器应在所要求的时刻周期内唤醒MCU一次。运用该功用时，需求挑选支撑相应的看门狗周期的MCU。
