80C51單片機由于功能全面、開發(fā)工具較為完善、衍生產(chǎn)品豐富、大量的設(shè)計資源可以繼承和共享,得到廣泛的應(yīng)用。我們設(shè)計的一款手持線PDA產(chǎn)品,也選擇80C51單片機作為主、輔CPU,還具備點陣液晶顯示屏、導(dǎo)電橡膠鍵盤、雙IC卡接口、EEPROM存儲器、實時時鐘和串行通信口。由于使用80C51單片機開發(fā),高級語言編程,大大降低了設(shè)計的技術(shù)風(fēng)險,產(chǎn)品在較短的時間內(nèi)就推向了市場。但是,同一些低速的微控制器(如4位單片機)和高速的RISC處理器相比,80C51單片機在功耗上沒有優(yōu)勢。為了在PDA類產(chǎn)品中發(fā)揮80C51單片機的上述特長,我們通過采取軟、硬件配合的一系列措施,加強低電壓、低功耗設(shè)計,取得了良好的效果。該機使用一顆3V鈕扣式鋰電池,開機時工作電池小于4mA,瞬間最大工作電流小于20mA,瞬間最大工作電流小于20mA,關(guān)機電流小于2μA。一顆電池可以使用較長的時間,達(dá)到滿意的設(shè)計指標(biāo)。一、低電壓低功耗設(shè)計理論在一個器件中,功耗通常用電流消耗來表示。下式表明消耗的電池與器件特性之間的關(guān)系:Icc = C ∫ Vda ≈ ΔV · C · f (1)式中:Icc是器件消耗的電流;Δ是電壓變化的幅值;C是器件電容和輸出容性負(fù)載的大小;f是器件運行頻率。從公式(1)可以得到降低系統(tǒng)功耗的理論依據(jù)。將器件供電電壓從5V降低3V,可以至少降低40%的功耗。降低器件的工作頻率,也能成比例地降低功耗。