低功耗系統(tǒng)設(shè)計：原理、器件與電路

第1章低功耗系統(tǒng)設(shè)計的一般原則

1.1集成電路的功耗

1.1.1CMOS倒相器的傳輸特性

1.1.2開關(guān)功耗

1.1.3短路功耗

1.1.4冒險功耗

1.1.5靜態(tài)功耗

1.2降低微處理器的功耗

1.2.1選擇低功耗的微處理器

1.2.2降低供電電壓和時鐘頻率

1.2.3選擇合適的總線寬度

1.2.4設(shè)計低功耗的接口電路

1.2.5選取不同工作模式

1.2.6關(guān)閉不需要的外設(shè)控制器

1.2.7控制微處理器的供電

1.3降低外圍器件的功耗

1.3.1SDRAM

1.3.2NOR Flash

1.3.3RS232C接口

1.3.4以太網(wǎng)接口

1.4選擇低功耗的電源供給電路

1.4.1線性穩(wěn)壓電路

1.4.2DCDC電路

1.5軟件低功耗設(shè)計

1.5.1編譯優(yōu)化

1.5.2指令排序

1.5.3常用的降低軟件功耗的方法

第2章低功耗微控制器電路設(shè)計

2.1選擇低功耗的微控制器

2.1.1低功耗8位PIC單片機系列

2.1.2意法半導(dǎo)體（ST）超低功耗8位MCU系列

2.1.316位超低功耗 MCU MSP430FG4270

2.1.4意法半導(dǎo)體（ST）32位超低功耗微控制器

2.1.5超低功耗的32位AVR UC3L微控制器

2.1.6低功耗精密模擬微控制器ADuC7060/ADuC7061

2.2PIC單片機的低功耗設(shè)計

2.2.1納瓦技術(shù)和nanoWatt XLP 技術(shù)

2.2.2深度休眠模式

2.2.3休眠模式

2.2.4空閑和打盹模式

2.2.5時鐘切換

2.2.6關(guān)閉外部電路/控制占空比

2.2.7功耗預(yù)算

2.2.8合理配置端口引腳

2.2.9在I/O引腳使用高阻抗值上拉電阻

2.2.10降低器件的工作電壓

2.2.11使用外部電源為CPU內(nèi)核供電

2.2.12備用電池的使用

2.2.13雙速驅(qū)動

2.2.14使用內(nèi)部RC振蕩器

2.2.15使用外設(shè)模塊禁止（PMD）位

2.2.16低功耗Timer1振蕩器的使用

2.2.17使用LVD來檢測電池低電量

2.2.18使用外設(shè)FIFO和DMA

2.2.19使用超低功耗喚醒外設(shè)

2.3STM8單片機的低功耗設(shè)計

2.3.1影響器件功耗的主要因素

2.3.2STM8單片機的電源系統(tǒng)

2.3.3STM8單片機的時鐘管理

2.3.4STM8單片機的運行模式和低功耗模式

2.3.5功耗測量的設(shè)置

2.3.6運行模式下的功耗

2.3.7等待模式下的功耗

2.3.8活躍停機模式下的功耗

2.3.9停機模式下的功耗

2.3.10功耗管理的一般性原則

2.4Blackfin嵌入式處理器的低功耗設(shè)計

2.4.1Blackfin處理器簡介

2.4.2Blackfin處理器的內(nèi)部功耗

2.4.3Blackfin處理器的外部功耗

2.4.4Blackfin處理器實時時鐘的功耗

2.4.5Blackfin處理器的總功耗

2.4.6Blackfin處理器的時鐘頻率控制

2.4.7Blackfin處理器的工作模式轉(zhuǎn)換

2.4.8片內(nèi)外設(shè)控制

2.4.9內(nèi)核電壓控制

2.4.10采用外部開關(guān)電源為Blackfin處理器供電

2.5系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）的低功耗設(shè)計

2.5.1TLE7810簡介

2.5.2SBC集成的外設(shè)控制

2.5.3SBC睡眠模式（Sleep Mode）

2.5.4SBC停止模式（Stop Mode）

2.5.5TLE7810低功耗應(yīng)用例

2.638D2系列單片機的低功耗設(shè)計

2.6.138D2系列單片機特性

2.6.238D2系列單片機的低功耗設(shè)計技巧

2.6.338D2系列單片機的引腳端連接

2.7STM32的硬件設(shè)計

2.7.1消除影響ADC精度的因素

2.7.2PCB的設(shè)計

2.7.3VDD與VDDA的處理

2.7.4低功耗模式的選擇

2.7.5I/O引腳的處理

2.7.6STM32振蕩器電路設(shè)計

第3章低功耗微控制器外圍電路設(shè)計

3.1采用低功耗微控制器的微處理器監(jiān)控電路

3.1.1采用MAXQ3210構(gòu)成的微處理器監(jiān)控電路

3.1.2使用MAXQ3210為微處理器供電

3.1.3復(fù)位和電源監(jiān)控

3.1.4設(shè)置喚醒定時器

3.1.5設(shè)置看門狗復(fù)位

3.1.6注意兩個器件的I/O電平

3.2低功耗微處理器的上電復(fù)位電路

3.2.1上電復(fù)位(POR)的時序

3.2.2確定單電源處理器的POR門限電壓

3.2.3確定雙電源處理器的POR門限電壓

3.2.4手動復(fù)位

3.2.5分立的POR和處理器內(nèi)置的POR

3.2.6電源失效和欠壓信號

3.2.7電壓排序和電壓跟蹤

3.2.8復(fù)位順序

3.3低功耗看門狗

3.3.1看門狗定時器

3.3.2熱看門狗

3.4超低功耗微處理器監(jiān)控電路

3.5便攜式微處理器內(nèi)核的供電

3.5.1DC-DC轉(zhuǎn)換器對負載階躍的響應(yīng)

3.5.2DC-DC轉(zhuǎn)換器增加電壓定位功能

3.5.3等效效率

3.6SDRAM的功耗優(yōu)化設(shè)計

3.6.1連接SDRAM到Blackfin處理器

3.6.2SDRAM的 PCB布局

3.6.3降低SDRAM功耗的技巧

第4章低功耗接口與控制電路設(shè)計

4.1低功耗接口電路設(shè)計

4.1.11Mbps低功耗RS232收發(fā)器

4.1.2高速/全速USB 2.0開關(guān)

4.1.3低功耗高速CAN收發(fā)器

4.1.4低功耗LVDS多媒體接口

4.2低功耗隔離電路設(shè)計

4.2.1電路隔離的必要性

4.2.2常用的電路隔離技術(shù)

4.2.3隔離器的技術(shù)特性

4.2.4低功耗的電容耦合隔離電路

4.2.5低功耗的磁耦合數(shù)字隔離電路

4.2.6USB 電纜隔離電路

4.3低功耗觸摸屏控制器與觸摸開關(guān)電路設(shè)計

4.3.1低功耗電容式觸摸傳感器控制電路

4.3.2低功耗觸摸屏數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路

4.3.3低功耗觸摸屏控制器電路

4.3.4低功耗4線電阻觸摸屏控制器電路

4.3.5低功耗單通道電容式觸摸按鍵電路

4.3.6低功耗STouch觸摸傳感器控制電路

4.4低功耗繼電器驅(qū)動電路設(shè)計

4.4.1具有節(jié)電模式的繼電器驅(qū)動電路

4.4.2利用模擬開關(guān)降低繼電器的功耗

第5章低功耗ADC電路設(shè)計

5.1低功耗12位ADC

5.1.1基于12位ADC的低功耗溫度測量電路

5.1.2基于12位ADC的低功耗信號調(diào)理電路

5.2低功耗16位Δ型ADC

5.2.1基于16位Δ型ADC型的低功耗溫度測量電路

5.2.2基于16位Δ型ADC型的低功耗信號調(diào)理電路

5.312位低功耗雙核1Msps的ADC

5.416位 125/105/80Msps 1.8V低功耗ADC

5.516位 20/40/65/80Msps 1.8V 雙通道低功耗ADC

5.612位 65Msps 8通道低功耗ADC

5.716位250ksps微功耗ADC（一）

5.816位250ksps微功耗ADC（二）

5.910位超低功耗單/雙通道全差分ADC

5.10低功耗500ksps單通道/雙通道12位ADC

5.113V雙通道8位低功耗ADC

5.11.1QAM的基本結(jié)構(gòu)

5.11.2輸入耦合電路

5.11.3外部基準電壓電路

5.11.4共模電壓的設(shè)置

5.12低功耗24位4通道同時采樣可級聯(lián)的Δ ADC

5.1316位/14位高精度低功耗4/6/8通道SAR ADC

5.13.1多通道同時采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

5.13.2三相電力線監(jiān)測系統(tǒng)

5.14低功耗雙通道8位130Msps ADC

5.158/16通道12位65Msps低功耗 ADC

5.16基于低功耗ADC的電子秤設(shè)計

5.16.1稱重傳感器的結(jié)構(gòu)與要求

5.16.2電子秤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與要求

5.16.3為電子秤選擇最佳的ADC

5.16.4基于20位Δ型ADC的電子秤設(shè)計

5.16.5基于24位Δ型ADC的電子秤設(shè)計

5.16.6基于24位Δ型ADC的精密電子秤設(shè)計

5.16.7基于24位Δ型ADC的精密電子秤設(shè)計

5.16.8基于3通道24位Δ型ADC的精密電子秤設(shè)計

第6章低功耗DAC電路設(shè)計

6.132通道14位電壓輸出低功耗DAC

6.1.132通道可編程電壓輸出電路

6.1.232通道監(jiān)控電路

6.2低功耗16位環(huán)路供電型420mA DAC

6.3低功耗14位寬帶串行接口乘法DAC AD5446

6.3.1AD5444/AD5446的典型應(yīng)用電路

6.3.2高精度可編程電流源電路

6.416位低功耗DAC

6.4.1正電壓輸出電路

6.4.2雙極性電壓輸出電路

6.4.3高精度可編程電流源電路

6.516位雙通道并行輸入電流輸出低功耗DAC

6.5.1精密雙極性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路

6.5.2精密單極性同相數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路

6.5.3精密單極性反相數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路

6.6低功耗12/14/16位緩沖電壓輸出DAC

6.6.1雙極性電壓輸出電路

6.6.2可編程420mA過程控制器電路

6.6.3低功耗的DDS幅度控制電路

6.7低功耗16位緩沖電壓輸出DAC

6.7.1雙極性電壓輸出電路

6.7.2可編程420mA過程控制器電路1

6.7.3可編程420mA過程控制器電路2

6.7.416位全隔離420mA電流輸出模塊

6.7.516位全隔離電壓輸出模塊

6.8功耗低于4mW的DAC

第7章基于SoC的低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

7.1三相多功能電能計量IC

7.212位100ksps低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）

7.2.1精密定位電路

7.2.2橋式傳感器測量電路

7.3低功耗多功能多相AFE

7.3.1電氣參數(shù)測量電路

7.3.2低功耗測量模式與停止模式的使用

7.4智能數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)

7.4.116位智能數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)

7.4.212/16位智能數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)

第8章低功耗放大器電路設(shè)計

8.1單電源OP電路設(shè)計應(yīng)考慮的問題

8.1.1輸入級2100433B

本書共分為10章，介紹了低功耗系統(tǒng)設(shè)計的一般原則、低功耗微控制器電路設(shè)計、低功耗微控制器外圍電路設(shè)計、低功耗接口與控制電路設(shè)計、低功耗ADC和DAC電路設(shè)計、低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計、低功耗放大器電路設(shè)計、低功耗比較器電路設(shè)計、低功耗濾波器電路設(shè)計。

《高等學(xué)校儀器儀表及自動代類專業(yè)規(guī)劃教材·MSP430系列超低功耗單片機原理與系統(tǒng)設(shè)計》系統(tǒng)地介紹了TI公司的MSP430系列16位超低功耗單片機的內(nèi)外圍模塊及其實用接口技術(shù)，內(nèi)容包括超低功耗單片機的設(shè)計原則，MSP430單片機的特點、結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，MSP430單片機的開發(fā)環(huán)境，MSP430單片機的片內(nèi)外圍模塊的功能、原理、應(yīng)用及各個系列模塊的構(gòu)成情況，MSP430單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計等。