單片機嵌入式系統的低消耗設計研究

王立浪

摘 要：單片機嵌入式系統工作過程中會消耗一定的功能，因此，單片機嵌入式系統在接下來的設計研究方向主要以低消耗為主，低消耗設計需要根據單片機的工作轉臺、系統性能等方面進行深入探討，從而從軟件優化和創新以及硬件設施的更新創造入手研究如何開展低消耗設計研究。

關鍵詞：單片機嵌入式系統;低消耗;設計研究

隨著我國市場經濟的不斷完善，經濟結構的優化，同時也在計算機互聯網技術的帶動和影響下，單片機嵌入式系統在人們日常生活和工作中得到廣泛應用，尤其在一些智能化電子設備中具有非常重要的作用。但是，在電子設備中應用單片機嵌入式系統需要耗費電池的功能，低消耗的單片機嵌入式系統能夠有效提升電子產品的使用時長。本文主要研究如何進行單片機嵌入式系統的低消耗設計。

1單片機嵌入式系統低消耗設計原理

單片機嵌入式系統在使用中要實現最大限度的減少消耗，需要根據該系統的功能組成，不同功能區域的不同工作性質等方面做出詳細分析，從而提高單片機嵌入式系統的最低消耗。CMOS是互補金屬氧化物半導體器件，該設備在單片機嵌入式系統中的合理應用可以有效減少單片機的消耗，對CMOS進行合理設計，能在一定程度上實現單片機低消耗設計，從而提高單片機嵌入式系統的工作效率，便于延長某些智能化電子設備的使用時長。

CMOS具有的某些特性能夠使對單片機嵌入式系統消耗減小。例如：CMOS工作時允許較大的電壓通過該器件，在同一時間段內，通過CMOS的電壓大，則使用的電能就相對減少，這樣一來，系統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單片機嵌入式系統的消耗，達到減低消耗設計的效果。同時，CMOS工作時消耗的電能主要包括動態消耗和靜態消耗，不工作時消耗的電能只有靜態消耗，再加上該器件的靜態消耗較低[1]。若想降低整個單片機系統的消耗，則只需要將CMOS工作時消耗的電能降到最低就可以達成目標，簡單來說，就是將CMOS的動態消耗在保障正常工作的情況下盡可能降到最低，從而實現低消耗設計的目標。

2單片機嵌入式系統低消耗的設計方法

單片機嵌入式系統的低消耗設計需要從軟件和硬件兩個方面做出相應調整和改進，具體設計方法如下：

2.1單片機硬件方面的低消耗設計

從單片機硬件方面進行低消耗設計，需要借助計算機網絡技術在硬件設施上的進步和提高，使用功能和更加強大的硬件設施投入單片機嵌入式系統工作，可以有效提高單片機嵌入視系統的系統性能。目前單片機嵌入式系統的硬件設備主要依據單片機的工作狀態，系統記錄的工作數據分析工作效率等方面分析在何種配置下系統可以達到最佳的工作狀態并且消耗最低，最終選擇一個工作效率最高、消耗最小的系統配置進行安裝和分配，從而實現降低消耗的目的。

2.2單片機嵌入式系統軟件方面的低消耗設計

單片機作為整個單片機嵌入式操作系統的中心部件，其功能涉及到整個系統的正常工作。因此，在軟件方面，單片機嵌入式系統需要提高單片機的性能，以滿足嵌入式系統的要求。在這樣的情況下，單片機需要使用功能非常強大的操作系統作為功能支持，便于嚴格執行系統中的應用程序。執行應用程序是軟件設計的根本目標，因此，要完成軟件的低消耗設計，就需要對系統應用程序具有非常想詳細的了解和分析，最終根據應用程序的種類以及消耗狀況進行軟件的設計和優化，以達到從軟件設計方面實現低消耗的效果。

3單片機嵌入式系統的編碼與開發

嵌入式操作系統近年來得到飛速發展，與普通的操作系統相比，嵌入式系統具有明顯的設計優勢，其編碼過程按照嵌入式系統結構和功能進行編碼，因此，其編碼能夠在很大程度上影響系統中的硬件設施正常工作[2]。同時，嵌入式操作系統本身也具有一定的靈活性，若在系統運行中出現一些不同的工作狀況，其會根據出現問題種類的不同而做出相應的應對措施，這是一種非常具有優勢的強大功能。另外，隨著科學技術的不斷進步，嵌入式系統的功能也在逐漸完善，尤其在軟件設計工作中，正朝著脫離硬件設施控制系統工作的方向進步，優化軟件結構以及系統組成，則可以在很大程度上降低消耗，真正單片機嵌入式系統的低消耗，并將單片機嵌入式系統進行一定的推廣和宣傳，使其在社會生活中具有更加廣闊的發展空間和發展市場，這是該系統低消耗設計工作中非常重要并且關鍵的一個環節。

結語：

綜上所述，單片機嵌入式系統低消耗設計有利于延長電子設備的使用時長，有助于提高單片機嵌入式系統的工作效率，從而將該系統推廣至更加快速的發展。進行低消耗設計，需要首先分析其系統消耗原理，從工作原理出發進行系統設計，主要包括硬件和軟件兩個方面進行系統性能的優化以及結構的完善，從而使得單片機嵌入式系統在應用過程中達到最低的消耗，以便于節省能量消耗。由此可見，單片機嵌入式系統的低消耗設計是非常必要且有助于發展的創新。

參考文獻：

[1]朱鑫鑫，黃森，冀逢銳.單片機技術在嵌入式系統擴展中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（08）：236.

[2]張朝龍，李彥梅，江善和，吳文進，徐文權，楊偉，陳世軍.“單片機原理及應用”的Proteus輔助課堂教學[J].安慶師范學院學報（自然科學版），2016，22（04）：139-141.