Silicon Labs设计出只需一颗碱性电池的全新微控制器

　　不仅如此，由于DC-DC转换器能供应65mW的完整输出，因此升压后的输出电压也能被用来提供外部元器件所需的电压。这样，将能避免与接口连接相关的潜在问题。

　　为进一步改善系统效率，此新产品系列的微控制和数字外围皆是以内部统一的1.7V电压工作，在25MIPS的速度时仅消耗170uA/MHz。图2为此全新微控制器系列的电源架构简单示意图。

图2：C8051F9xx电源架构

3  功能效率

　　低电源微控制器需注意的技术规格就是待机和工作模式功耗的数据。如上所述，制造厂商通常会列出每兆赫兹多少毫安（mA/MHz）的数值来计算该设备所使用的各种时钟速度。

　　一个设计优良、快速的模拟/数字转换器（ADC）也能提供高效率的系统表现。然而，在特定系统中，需要较长存取时间的高输入阻抗可能会限制了ADC的速度。此外，为求电池供电系统中的ADC结果一致，一般会采用分立式的参考电压，有时则会集成至微控制器中。

　　Silicon Labs新元器件所使用的ADC和电压参考模块提供市场上短的唤醒和处理时间。其高速内部电压参考可在1.7us内取得稳定，也就是在微控制器被唤醒后就准备好了，这让300 ksps 10位ADC能立刻开始转换。

　　推出的Silicon Labs ADC模块可支持两种模式，一种是连续采样模式——执行连续16次的转换，并在没有微控制器介入的情况下自动累积结果；另一种为窗口比较器（window-comparator）模式——只有在结果落在特别数值的窗口时才会中断微控制器，并能提供同步至DC-DC转换器工作周期中“安静”部分的功能。

4  碱性电池并非的电池选择

　　针对这些微控制器中的DC-DC转换器，多种单电池的化学性质适合用来提供介于1.5和0.9V的电压。这些电池包括所有AA和AAA型的电池——碱性（Alkaline）、镍氢（NiMH）、镍镉（NiCd）和锂（Lithium）电池为主要的种类，其它还有锌-空气（Zinc-Air）和氧化银（Silver Oxide）纽扣电池。

　　就其它电池类型而言，有些电池输出是较高的，例如“硬币型”锂电池，其电压介于3.0和2.0V之间。此外，也许还有其它的理由必须用到较高的供应电压。通过将装置的组态设定为“双电池”模式，这样的应用仍能利用超低功耗及高效率的优点。请再次参考图2，您会发现DC-DC转换器可完全停止工作，让微控制器能支持介于1.8和3.6V的输入电压。

　　无论是任何系统或应用，只要输入设计人员所选择的电池类型，以及“放电参数”，就是图3所显示的一些基本功耗参数，则此软件会针对单、双串联，以及双并联电池组态的整体电池寿命进行比较，评估自动放电和存储寿命。此软件会输出一个图表，显示电压和时间的关系以及电池寿命的评估数据，如图4所示。

图3：电池寿命评估放电工具 

图4：电池寿命评估模拟工具

　　通过使用以及利用测到或估计的数值去修改已存储的“放电数据”，设计人员能评估不同的系统特性和电池组态选择所造成的长期影响，甚至能比较同类的微控制器解决方案。

5  总结

　　Silicon Labs的全新C8051F9xx系列能以单电池方式工作，这在通用型微控制器市场相当独特。在此同时，它还能支持全速25MHz处理、300ksps ADC不受限的工作，甚至可重写此装置的闪存。值得注意的是，除了以上这些特性外，还包括高达64KB片上闪存、4KB的RAM，4x4平方毫米元器件封装。