移動計算和傳感器設備到處湧現，不僅為工程師提供了大量數據，還提供了應用程序。這些要求通常規定了尺寸和重量的約束，從而限制了電池能夠承載的容量。除了充電間隔時間之外，設備上的功能數量使得滿足這些要求變得非常困難，幾乎是不可能的。嵌入式開發人員選擇低功耗微控制器顯然是第一步，但有一些軟件和硬件技巧可以遵循，以確保最後一毫安時的電荷得到充分利用。

　　技巧1——制定電池預算

　　在設計週期的早期，強烈建議將電池預算放在一起。電路板上每個器件的電流要求可以記錄在一起，以大致瞭解需要多少電池電流，以及所選電池是否能夠勝任工作。器件數據手冊在提供最小、典型值和最大電流數據方面做得非常好。採取非常保守的方法，電池預算可以僅基於設備的最大電流值;然而，excel工作表很容易複製，為典型和最大值創建預算將給出一個很好的範圍。如果需要的電池比可用的多，請提前做出必要的改變，以避免未來幾周或幾個月的痛苦!

　　技巧2——將未使用的MCU I/O設置為最低功耗狀態

　　人們很容易忽略不用的輸入/輸出引腳應該做什麼。然而，這種疏忽可能是有一個適銷對路的產品和一個昂貴的紙張重量之間的差異。對於如何處理未使用的引腳，每個微控制器都有不同的建議，嵌入式開發人員仔細研究數據手冊會發現應該怎麼做。例如，一家未具名芯片供應商的數據手冊建議將任何未使用的I/O設置為輸出並拉低。這樣做的目的是最大限度地降低洩漏和靜態電流，從而最大限度地降低功耗。雖然這些電流很小，但每個未使用的引腳都會增加這種損耗，一天下來可能會延長電池壽命。

　　技巧3——關閉不用的MCU外設

　　就像在任何家裡一樣，如果你不在房間裡，那麼應該關燈以節約能源。微控制器也是如此。如果有未使用的外設，如模數轉換器或脈寬調製器，請將其關閉以省電!外圍設備可能相當耗電!為了好玩，挑選一個最喜歡的微控制器，滾動查看數據手冊的電源部分，看看每個外設消耗了多少電流。一些供應商不包括這種信息，工程師需要在工作臺上設置一些硬件，然後使用測試軟件一次打開和關閉一個外設，以瞭解電流消耗。模數轉換器和USB外設往往位於最大用戶列表的頂端。

　　

　　技巧4——關閉不用的MCU時鐘

　　既然所有未使用的外設都已關閉，那麼向它們發送時鐘信號就沒有什麼意義了。嵌入式開發人員將時鐘信號發送到微控制器內的不同外設需要消耗能量!為了傳播時鐘，內部時鐘門需要上電。這些門使用電壓和少量電流。為了幫助降低MCU的功耗，請關閉任何未使用的時鐘。

　　技巧5——使用省電模式

　　每個現代微控制器都有某種類型的節能模式。這背後的想法是，處理器和外設可以進入接近關閉或停止狀態，從而最大限度地減少功耗，但仍允許它們非常快地恢復正常運行。大多數微控制器至少有三種電源模式，但是更復雜的處理器可以有七種以上!常見的模式有運行、空閒和待機。查看某個特定供應商的數據手冊發現，運行模式的電流消耗為24 mA，空閒模式為5.6 mA，待機模式為0.1 mA!差別真大!正確使用省電模式可以大大延長電池壽命。

　　技巧6——調節系統時鐘

　　MCU運行的時鐘頻率是有可能從電池中擠出大量額外工作時間的領域之一。CPU時鐘的頻率和操作微處理器的電流量之間存在直接的線性關係。嵌入式開發人員調節微控制器的時鐘是一種很好的省電方式。當需要執行數學密集型或快速運算時，加快時鐘速度。當任務結束，系統以較低的頻率運行時，降低時鐘頻率。抑制系統時鐘有可能增加電池壽命的工作時間。請注意，這可能是一項複雜的工作。任何依賴於該時鐘的外設也可能需要更新其時鐘分頻器，以保持相同的工作速率。

　　技巧7——使用有效的算法

　　使用有效算法的想法是要了解這樣一個事實，即在低功耗模式和降低頻率下花費的時間越多，電池持續的時間就越長。使用快速高效的算法將導致系統在節能模式下花費更多時間。省電模式使用的電流只有完全傾斜模式下的一小部分。嘗試設計軟件和系統來完成需要完成的任務，然後進入低功耗模式。結果不僅有望延長電池壽命，而且有望成為更小、更輕、更便宜的電池!

　　

　　技巧8——注意具有高漏電流的器件

　　設計電路時，要確保充分了解洩漏電流和靜態電流。如有必要，製作電路原型並驗證電路的電流消耗。具有高待機電流和低值上拉或下拉的器件需要注意的事項。確保將這些信息放入電池預算中!

　　技巧9——選擇可以關閉的外部設備

　　嵌入式開發人員在硬件設計過程中，選擇元件時，選擇本身具有低功耗模式或可以關閉的傳感器和外部元件會非常有用。EEPROMs、閃存和傳感器等外部器件通常支持低功耗模式。當它們不支持時，有幾種方法可以用來禁用它們。第一，設計一個類似FET的開關來控制設備的開關。這樣做的一個問題是，工程師不能忘記至少0.3伏、最高0.7伏的二極管壓降會影響器件的工作。第二種選擇是使用包含使能/禁用引腳的調節器。

　　技巧10——為設備添加電壓和電流監控電路

　　工程師依靠數據來做出設計決策。在許多情況下，電池壽命優化是項目的最後一步。首先實現所有其他功能，然後在產品下線之前，團隊努力提高電池壽命。瞭解系統電池性能的最佳方式之一是用兩個簡單的電路來監控電池電壓和電流。然後可以記錄這些信息，用於確定放電/充電週期，確定穩態電流，並從用電角度真正瞭解系統的運行情況。有了這個工具，每個技巧的節省就可以在實現的時候確定了!

　　使用這些技巧，甚至有可能馴服笨重的耗電設備。重要的是要記住，雖然這些技巧會降低系統功耗並提高工作效率，但嵌入式開發人員在設計週期中需要記住這些技巧，不應將其視為推出產品的最後一搏。運氣好的話，新的傳感器設計將有足夠的電池壽命持續很長時間。