單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)研究

王立浪

摘 要：?jiǎn)纹瑱C(jī)嵌入式系統(tǒng)工作過(guò)程中會(huì)消耗一定的功能，因此，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在接下來(lái)的設(shè)計(jì)研究方向主要以低消耗為主，低消耗設(shè)計(jì)需要根據(jù)單片機(jī)的工作轉(zhuǎn)臺(tái)、系統(tǒng)性能等方面進(jìn)行深入探討，從而從軟件優(yōu)化和創(chuàng)新以及硬件設(shè)施的更新創(chuàng)造入手研究如何開展低消耗設(shè)計(jì)研究。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)嵌入式系統(tǒng);低消耗;設(shè)計(jì)研究

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷完善，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，同時(shí)也在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的帶動(dòng)和影響下，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械玫綇V泛應(yīng)用，尤其在一些智能化電子設(shè)備中具有非常重要的作用。但是，在電子設(shè)備中應(yīng)用單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)需要耗費(fèi)電池的功能，低消耗的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)能夠有效提升電子產(chǎn)品的使用時(shí)長(zhǎng)。本文主要研究如何進(jìn)行單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)。

1單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)低消耗設(shè)計(jì)原理

單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在使用中要實(shí)現(xiàn)最大限度的減少消耗，需要根據(jù)該系統(tǒng)的功能組成，不同功能區(qū)域的不同工作性質(zhì)等方面做出詳細(xì)分析，從而提高單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的最低消耗。CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件，該設(shè)備在單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中的合理應(yīng)用可以有效減少單片機(jī)的消耗，對(duì)CMOS進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)單片機(jī)低消耗設(shè)計(jì)，從而提高單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的工作效率，便于延長(zhǎng)某些智能化電子設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)。

CMOS具有的某些特性能夠使對(duì)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)消耗減小。例如：CMOS工作時(shí)允許較大的電壓通過(guò)該器件，在同一時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)CMOS的電壓大，則使用的電能就相對(duì)減少，這樣一來(lái)，系統(tǒng)能適用的電源種類較多，在這樣的情況下，使用消耗更低的電源就可以有效減少整個(gè)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的消耗，達(dá)到減低消耗設(shè)計(jì)的效果。同時(shí)，CMOS工作時(shí)消耗的電能主要包括動(dòng)態(tài)消耗和靜態(tài)消耗，不工作時(shí)消耗的電能只有靜態(tài)消耗，再加上該器件的靜態(tài)消耗較低[1]。若想降低整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的消耗，則只需要將CMOS工作時(shí)消耗的電能降到最低就可以達(dá)成目標(biāo)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將CMOS的動(dòng)態(tài)消耗在保障正常工作的情況下盡可能降到最低，從而實(shí)現(xiàn)低消耗設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

2單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)低消耗的設(shè)計(jì)方法

單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)需要從軟件和硬件兩個(gè)方面做出相應(yīng)調(diào)整和改進(jìn)，具體設(shè)計(jì)方法如下：

2.1單片機(jī)硬件方面的低消耗設(shè)計(jì)

從單片機(jī)硬件方面進(jìn)行低消耗設(shè)計(jì)，需要借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在硬件設(shè)施上的進(jìn)步和提高，使用功能和更加強(qiáng)大的硬件設(shè)施投入單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)工作，可以有效提高單片機(jī)嵌入視系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。目前單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要依據(jù)單片機(jī)的工作狀態(tài)，系統(tǒng)記錄的工作數(shù)據(jù)分析工作效率等方面分析在何種配置下系統(tǒng)可以達(dá)到最佳的工作狀態(tài)并且消耗最低，最終選擇一個(gè)工作效率最高、消耗最小的系統(tǒng)配置進(jìn)行安裝和分配，從而實(shí)現(xiàn)降低消耗的目的。

2.2單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)軟件方面的低消耗設(shè)計(jì)

單片機(jī)作為整個(gè)單片機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)的中心部件，其功能涉及到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。因此，在軟件方面，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)需要提高單片機(jī)的性能，以滿足嵌入式系統(tǒng)的要求。在這樣的情況下，單片機(jī)需要使用功能非常強(qiáng)大的操作系統(tǒng)作為功能支持，便于嚴(yán)格執(zhí)行系統(tǒng)中的應(yīng)用程序。執(zhí)行應(yīng)用程序是軟件設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)，因此，要完成軟件的低消耗設(shè)計(jì)，就需要對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用程序具有非常想詳細(xì)的了解和分析，最終根據(jù)應(yīng)用程序的種類以及消耗狀況進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以達(dá)到從軟件設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)低消耗的效果。

3單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的編碼與開發(fā)

嵌入式操作系統(tǒng)近年來(lái)得到飛速發(fā)展，與普通的操作系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)具有明顯的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，其編碼過(guò)程按照嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行編碼，因此，其編碼能夠在很大程度上影響系統(tǒng)中的硬件設(shè)施正常工作[2]。同時(shí)，嵌入式操作系統(tǒng)本身也具有一定的靈活性，若在系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)一些不同的工作狀況，其會(huì)根據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題種類的不同而做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，這是一種非常具有優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)大功能。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)的功能也在逐漸完善，尤其在軟件設(shè)計(jì)工作中，正朝著脫離硬件設(shè)施控制系統(tǒng)工作的方向進(jìn)步，優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)組成，則可以在很大程度上降低消耗，真正單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的低消耗，并將單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行一定的推廣和宣傳，使其在社會(huì)生活中具有更加廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展市場(chǎng)，這是該系統(tǒng)低消耗設(shè)計(jì)工作中非常重要并且關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)低消耗設(shè)計(jì)有利于延長(zhǎng)電子設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)，有助于提高單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的工作效率，從而將該系統(tǒng)推廣至更加快速的發(fā)展。進(jìn)行低消耗設(shè)計(jì)，需要首先分析其系統(tǒng)消耗原理，從工作原理出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)性能的優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)的完善，從而使得單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中達(dá)到最低的消耗，以便于節(jié)省能量消耗。由此可見，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)是非常必要且有助于發(fā)展的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱鑫鑫，黃森，冀逢銳.單片機(jī)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)擴(kuò)展中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（08）：236.

[2]張朝龍，李彥梅，江善和，吳文進(jìn)，徐文權(quán)，楊偉，陳世軍.“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的Proteus輔助課堂教學(xué)[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，22（04）：139-141.