导言
20世纪90年代以来，跟着集成电路特征线宽的继续缩小以及芯片密度和作业频率的相应添加，下降功耗现已成为亚微米和深亚微米超大规模集成电路规划中的一个首要考虑要素。功耗的添加会带来一系列问题，例如电路参数漂移、牢靠性下降、芯片封装本钱添加等。因而，体系的功耗在整个体系规划中，特别是在选用电池供电的体系中显得十分重要。
Microchip公司PIC系列的单片机为规划高功用、低功耗的单片机体系供给了很好的解决方案。下面从低功耗规划方法及详细比如来介绍PIC单片机低功耗使用。
1 低功耗规划方法
为使体系作业在低功耗状况，有必要正确设置单片机的装备及作业方法。下面结合最常用的PIC12、PIC16等单片机介绍低功耗体系的规划方法。
1.1 根本规划方法
有许多技能能够下降体系的功耗，最常用的是Sleep方法。程序履行一条SLEEP指令，便进入了休眠（Sleep）方法。要Sleep方法下，晶振中止振动，而此刻单片机在3V电源条件下，只要1μA的电流。体系作业时，单片机能够选用看门狗或外部事情周期性地唤醒单片机，使用电子开关为体系供给电源，以削减体系待机功耗，延伸电池使用时间。
单片机的作业频率和功耗的联系也很大，频率越高，功耗越大。在选用32kHz晶振、3V作业电压时，PIC12、PIC16等系列单片机的典型作业电流只要15μA;而选用4MHz晶振、5V作业电压时，单片机的典型作业电流到达几mA。在许多低功耗的场合，选用低速晶振完结低功耗十分有用。假如单片机选用RC振动，还能够经过I/O口的操作改动振动电阻，然后改动单片机作业频率，到达节能的意图。如图1所示，1个I/O引脚能够在等候状况下将并联电阻R1去掉，下降单片机作业频率。当单片机需求作业时，可将I/O引脚设置为输出并输出高电平，然后进步振动频率。
1.2 振动电路规划
在单片机体系规划中，振动电路的规划是十分重要的一个环节。PIC系列单片机的典型振动电路如图2所示。
一般状况下，规划人员依照厂家给出的参数表进行挑选。假如体系能够正常作业，也就不再进行改进了。其实，这是不合适的。因为Microchip的单片机依据类型和版别的不同，作业电压在直流2.5～5.5V的范围内，轿车级温度能够在-40～-125℃范围内，而参数表中只给出了有限的几种状况，实践环境参数会对振动电路的功用发生很大的影响。如高温、低电压可减小振动环路增益，而从下降振动频率或许难以发动;低温、高电压能够使环路增益变大，然后使晶振过驱动，发生损坏的潜在风险或许振动电路作业的高次谐波频率上升，加大体系功耗。因而，怎么正确规划体系的振动电路十分必要。关于PIC系列单片机，一般的规划过程如下：
①挑选晶振。依据体系需求的振动频率进行晶振的挑选。此外，晶振的作业温度和频率安稳度也是十分重要的目标。
②挑选振动器类型。PIC系列单片机有RC、LP、XT、HS等振动方法。除RC方法外，振动方法的挑选实践上便是环路增益的挑选。低增益对应低振动频率，高增益对应高振动频率。一般依据实践需求的作业频率可参阅数据手册来挑选。
③挑选C1、C2。抱负的状况是，确保体系在高温文最低作业电压下能够正常作业，使得电容在数据手册引荐的范围内最小。一起挑选C2比C1大一些以加大相移，使其有利于振动电路的上电发动。
④挑选Rs。在以上参数都现已选定后需求决议Rs的巨细。简略的方法是让体系作业在最低温度和最大电压状况下，此刻得到的应该是时钟电路最大输出起伏。用示波器调查引脚OSC2的输出波形（留意，示波器的探头将给电路引进一个电容，一般为几pF），假如发现正弦波的峰（接纳Vdd处）和谷（接纳Vss处）被削平或压扁，阐明驱动过载，需求在OSC2和C2间参加1个电阻Rs，一般1kΩ左右或小于1kΩ。Rs不宜过大，过大将使得输入和输出发生阻隔，然后发生较大的噪声。当发现需求一个较大的Rs才干消除过驱动时，能够添加负载电容C2来补偿。C2一般挑选在15～33pF之间。
体系振动电路的规划对体系的安稳性、功耗等影响很大。一般状况下，体系从Sleep状况下唤醒时，振动电路最难发动（特别体系作业在高温、低压、低频的状况下）。此刻，电阻Rs有利于振动电路的发动，因为廉价的碳膜电阻简单发生白噪声，然后协助电路起振。此外，挑选C2稍大于C1以增大相移，也有利于电路起振。
2 详细使用比如
2.1 体系组成及框图
体系首要由PIC单片机、双音频解码拔号电路、语音集成电路、接口电路、Vcc电源操控电路、射频发射电路和EEPROM组成，可完结对家用电器的操控和对报警求救语音信息的主动传送，如图3所示。
2.2 操控器作业方法
*当与操控器相串闻的电话机（以下称为本地机）处于摘机时，电话线输入电压发生改变，引起CD40106的2脚输出电平改变，输入到CPU的RB0端口发生中止信号，唤醒CPU，操控器进入作业状况。经过本地机的拔号盘对操控器的各种功用进行操控。如操控电视、音响、照明灯等电器电源的开关。
*当操控器接纳到振铃信号时，CD40106的4脚输出电平改变，输入CPU的RB6端口发生中止信号，唤醒CPU进入作业状况，并对振铃信号进行计数;到达设定铃声数后，使操控器进入电话接纳状况，开端接纳长途传输DTMF信号，经MT8880解调得到的信号经过IRQ向单片机宣布中止信号，将数据存入寄存器，经CPU运转，对操控器的各种功用进行操控。
*当操控器作为报警器，并处于警备状况时，报警探头时间检测防备区域的状况;当探头向操控器宣布警情信息，输入CPU的RB5中止发生信号，操控器进入作业状况，从EEPROM芯片读出预先设置的报警电话号码，经MT8880转化为DTMF信号，主动拨号，以语音方法将信息传送给用户或直接报警。
2.3 使用电路
（1）电话接口电路
电话机与操控器选用操控器在前，电话机在后的串联方法，可完结电话机对操控器各种功用的操控。接口电路由过压维护电路、极性转化电路和中止请求电路组成，如图4所示。
①过压维护电路。在电话线回路上参加了一个压敏电阻R，它的作用是当它两头的电压大于其作业电压时呈短路状况，然后维护后级电路免受高压损害。当加到它的两头的电压小于其作业电压，压敏电阻呈开路状况，对后级电路的作业没有任何影响。在本规划中，压敏电阻的作业电压为220V。
②极性转化电路。因为在电话线上传输的是沟通信号，为了使信号的极性固定，在电路中参加电桥，进行全波整流。
③中止请求电路。为延伸电池作业时间，CPU在待机时处于休眠的省电状况，在完结长途电话机和本地机对操控器功用操控时，由中止请求电路将CPU唤醒。
（2）语音电路
语音电路如图5所示。它以ISD4000语音芯片为中心，首要是存储报警语音，输出经功率放大后传送到电话线上。
（3）MT8880与PIC单片机的接口电路
MT8880是Mitel公司的DTMF收发器，具有功用强、功耗低、作业安稳、牢靠等性高长处，因而在DTMF信号调制的场合得到了广泛的使用。MT8880与PIC单片机的接口电路如图6所示。
