如何进一步降低PIC单片机的功耗

由美国microchip公司生产的pic系列单片机,由于其超小型、低功耗、低成本、多品种等特点,已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、通信、家电、玩具等领域。
功耗,在电池供电的仪器仪表中是一个重要的考虑因素。pic16c××系列单片机本身的功耗较低(在5v,4mhz振荡频率时工作电流小于 2ma)。为进一步降低功耗,在保证满足工作要求的前提下,可采用降低工作频率的方法,工作频率的下降可大大降低功耗(如pic16c××在 3v,32khz下工作,其电流可减小到15μa),但较低的工作频率可能导致部分子程序(如数学计算)需占用较多的时间。在这种情况下,当单片机的振荡 方式采用rc电路形式时,可以采用中途提高工作频率的办法来解决。
具体做法是在闲置的一个i/o脚(如rb1)和osc1管脚之间跨接一电阻(r1)。低速状态置rb1=0。需进行快速运算时先置 rb1=1,由于充电时,电容电压上升得快,工作频率增高,运算时间减少,运算结束又置rb1=0,进入低速、低功耗状态。工作频率的变化量依r1的阻值 而定(注意r1不能选得太小,以防振荡电路不起振,一般选取大于5kω)。
另外,进一步降低功耗可充分利用“sleep”指令。执行“sleep”指令,机器处于睡眠状态,功耗为几个微安。程序不仅可在待命状态使用 “sleep”指令来等待事件,也可在延时程序里使用。在延时程序中使用“sleep”指令降低功耗是一个方面,同时,即使是关中断状 态,port b端口电平的变化可唤醒“sleep”,提前结束延时程序。这一点在一些应用场合特别有用。同时注意在使用“sleep”时要处理好与wdt、中断的关 系。
delay() delay
{;此行可加开关中断指令
/*此行可加开关中断指令*/ movlw.10
for (i=0; i《=10; i++) movwf counter
sleep(); loop1
} sleep
decfsz counter
goto loop1
return 2注意intcon中的rbif位
intcon中的各中断允许位对中断状态位并无影响。当port b配置成输入方式时,rb《7:4》引脚输入在每个读操作周期被抽样并与旧的锁存值比较,一旦不同就产生一个高电平,置rbif=1。在开 rb中断前,也许rbif已置“1”,所以在开rb中断时应先清rbif位,以免受rbif原值的影响,同时在中断处理完成后最好是清rbif位。3用 mplab-c高级语言写pic单片机程序时要注意的问题3.1程序中嵌入汇编指令时注意书写格式见例3。
例3
while(1) {#asm while(1) {
……#asm /*应另起一行*/
#endasm……
}/*不能正确编译*/ #endasm
……}/*编译通过*/
……
当内嵌汇编指令时,从“#asm”到“endasm”每条指令都必须各占一行,否则编译时会出错。3.2加法、乘法的最安全的表示方法见例4。
例4
#include《16c71.h》
#include
unsigned int a, b;
unsigned long c;
void main()
{ a=200;
b=2;
c=a*b;
} /*得不到正确的结果c=400*/
原因是mplab-c以8×8乘法方式来编译c=a*b,返回单字节结果给c,结果的溢出被忽略。改上例中的“c=a*b;”表达式为“c=a;c=c*b;”,最为安全(对加法的处理同上)。3.3了解乘除法函数对寄存器的占用
由于pic片内ram仅几十个字节,空间特别宝贵,而mplab-c编译器对ram地址具有不释放性,即一个变量使用的地址不能再分配给其它变 量。如ram空间不能满足太多变量的要求,一些变量只能由用户强制分配相同的ram空间交替使用。而mplab-c中的乘除法函数需借用ram空间来存放 中间结果,所以如果乘除法函数占用的ram与用户变量的地址重叠时,就会导致出现不可预测的结果。如果c程序中用到乘除法运算,最好先通过程序机器码的反 汇编代码(包含在生成的lst文件中)查看乘除法占用地址是否与其它变量地址有冲突,以免程序跑飞。mplab-c手册并没有给出其乘除法函数对具体 ram地址的占用情况。例5是乘法函数对0×13、0×14、0×19、0×1a地址占用情况。
例5
部分反汇编代码
#include 01a7 081f movf 1f,w
#include 01a8 0093 movwf 13
;借用
unsigned long value @0x1 01a9 0820 movf 20,w
char xm @0x2d; 01aa 0094 movwf 14
;借用
void main() 01ab 082d movf 2d,w
{value=20; 01ac 0099 movwf 19
;借用
xm=40; 01ad 019a clrf1a
;借用
value=value*xm 01ae 235f call 035fh
;调用乘法函数
……01af 1283 bcf 03,5
} 01b0 009f movwf 1f
;返回结果低字节
01b1 0804 movf 04,w
01b2 00a0 movwf 20
;返回结果高字节4对芯片重复编程
对无硬件仿真器的用户,总是选用带eprom的芯片来调试程序。每更改一次程序,都是将原来的内容先擦除,再编程,其过程浪费了相当多的时间, 又缩短了芯片的使用寿命。如果后一次编程的结果较前一次,仅是对应的机器码字节的相同位由“1”变成“0”,就可在前一次编程芯片上再次写入数据,而不必 擦除原片内容。
在程序的调试过程中,经常遇到常数的调整,如常数的改变能保证对应位由“1”变“0”,都可在原片内容的基础继续编程。另外,由于指令“nop”对应的机器码为“00”,调试过程中指令的删除,先用“nop”指令替代,编译后也可在原片内容上继续编程。
另外,在对带eprom的芯片编程时,特别注意程序保密状态位。厂家对新一代带eprom芯片的保密状态位已由原来的eprom可擦型改为了熔 丝型,一旦程序代码保密熔丝编程为“0”,可重复编程的eprom芯片就无法再次编程了。
来源;21ic

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