低功耗系統設計：原理、器件與電路

《低功耗系統設計：原理、器件與電路》是20年電子工業出版社出版的圖書，作者是黃智偉。本書通過大量的設計實例說明低功耗系統設計中的一些技巧與方法，以及應該注意的問題。

基本介紹

• 作者：黃智偉
• ISBN：9787121141195 
• 出版社：電子工業
• 出版時間：2011-08-01
• 開本：16開
• 版 次：初版

內容簡介

本書共分為10章，介紹了低功耗系統設計的一般原則、低功耗微控制器電路設計、低功耗微控制器外圍電路設計、低功耗接口與控制電路設計、低功耗ADC和DAC電路設計、低功耗數據採集系統設計、低功耗放大器電路設計、低功耗比較器電路設計、低功耗濾波器電路設計。

目錄

第1章低功耗系統設計的一般原則

1.1積體電路的功耗

1.1.1CMOS倒相器的傳輸特性

1.1.2開關功耗

1.1.3短路功耗

1.1.4冒險功耗

1.1.5靜態功耗

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選擇合適的匯流排寬度

1.2.4設計低功耗的接口電路

1.2.5選取不同工作模式

1.2.6關閉不需要的外設控制器

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乙太網接口

1.4選擇低功耗的電源供給電路

1.4.1線性穩壓電路

1.4.2DCDC電路

1.5軟體低功耗設計

1.5.1編譯最佳化

1.5.2指令排序

1.5.3常用的降低軟體功耗的方法

第2章低功耗微控制器電路設計

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單片機的低功耗設計

2.2.1納瓦技術和nanoWatt XLP 技術

2.2.2深度休眠模式

2.2.3休眠模式

2.2.4空閒和打盹模式

2.2.5時鐘切換

2.2.6關閉外部電路/控制占空比

2.2.7功耗預算

2.2.8合理配置連線埠引腳

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核心供電

2.2.12備用電池的使用

2.2.13雙速驅動

2.2.14使用內部RC振盪器

2.2.15使用外設模組禁止（PMD）位

2.2.16低功耗Timer1振盪器的使用

2.2.17使用LVD來檢測電池低電量

2.2.18使用外設FIFO和DMA

2.2.19使用超低功耗喚醒外設

2.3STM8單片機的低功耗設計

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

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功耗測量的設定

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計

2.4.1Blackfin處理器簡介

2.4.2Blackfin處理器的內部功耗

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換

2.4.8片內外設控制

2.4.9核心電壓控制

2.4.10採用外部開關電源為Blackfin處理器供電

2.5系統基礎晶片（SBC）的低功耗設計

2.5.1TLE7810簡介

2.5.2SBC集成的外設控制

2.5.3SBC睡眠模式（Sleep Mode）

2.5.4SBC停止模式（Stop Mode）

2.5.5TLE7810低功耗套用例

2.638D2系列單片機的低功耗設計

2.6.138D2系列單片機特性

2.6.238D2系列單片機的低功耗設計技巧

2.6.338D2系列單片機的引腳端連線

2.7STM32的硬體設計

2.7.1消除影響ADC精度的因素

2.7.2PCB的設計

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振盪器電路設計

第3章低功耗微控制器外圍電路設計

3.1採用低功耗微控制器的微處理器監控電路

3.1.1採用MAXQ3210構成的微處理器監控電路

3.1.2使用MAXQ3210為微處理器供電

3.1.3復位和電源監控

3.1.4設定喚醒定時器

3.1.5設定看門狗復位

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位電路

3.2.1上電復位(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手動復位

3.2.5分立的POR和處理器內置的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控電路

3.5攜帶型微處理器核心的供電

3.5.1DC-DC轉換器對負載階躍的回響

3.5.2DC-DC轉換器增加電壓定位功能

3.5.3等效效率

3.6SDRAM的功耗最佳化設計

3.6.1連線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計

4.1低功耗接口電路設計

4.1.11Mbps低功耗RS232收發器

4.1.2高速/全速USB 2.0開關

4.1.3低功耗高速CAN收發器

4.1.4低功耗LVDS多媒體接口

4.2低功耗隔離電路設計

4.2.1電路隔離的必要性

4.2.2常用的電路隔離技術

4.2.3隔離器的技術特性

4.2.4低功耗的電容耦合隔離電路

4.2.5低功耗的磁耦合數字隔離電路

4.2.6USB 電纜隔離電路

4.3低功耗觸控螢幕控制器與觸摸開關電路設計

4.3.1低功耗電容式觸摸感測器控制電路

4.3.2低功耗觸控螢幕數字轉換器電路

4.3.3低功耗觸控螢幕控制器電路

4.3.4低功耗4線電阻觸控螢幕控制器電路

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觸摸感測器控制電路

4.4低功耗繼電器驅動電路設計

4.4.1具有節電模式的繼電器驅動電路

4.4.2利用模擬開關降低繼電器的功耗

第5章低功耗ADC電路設計

5.1低功耗12位ADC

5.1.1基於12位ADC的低功耗溫度測量電路

5.1.2基於12位ADC的低功耗信號調理電路

5.2低功耗16位Δ型ADC

5.2.1基於16位Δ型ADC型的低功耗溫度測量電路

5.2.2基於16位Δ型ADC型的低功耗信號調理電路

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的基本結構

5.11.2輸入耦合電路

5.11.3外部基準電壓電路

5.11.4共模電壓的設定

5.12低功耗24位4通道同時採樣可級聯的Δ ADC

5.1316位/14位高精度低功耗4/6/8通道SAR ADC

5.13.1多通道同時採樣數據採集系統

5.13.2三相電力線監測系統

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基於低功耗ADC的電子秤設計

5.16.1稱重感測器的結構與要求

5.16.2電子秤系統結構與要求

5.16.3為電子秤選擇最佳的ADC

5.16.4基於20位Δ型ADC的電子秤設計

5.16.5基於24位Δ型ADC的電子秤設計

5.16.6基於24位Δ型ADC的精密電子秤設計

5.16.7基於24位Δ型ADC的精密電子秤設計

5.16.8基於3通道24位Δ型ADC的精密電子秤設計

第6章低功耗DAC電路設計

6.132通道14位電壓輸出低功耗DAC

6.1.132通道可程式電壓輸出電路

6.1.232通道監控電路

6.2低功耗16位環路供電型420mA DAC

6.3低功耗14位寬頻串列接口乘法DAC AD5446

6.3.1AD5444/AD5446的典型套用電路

6.3.2高精度可程式電流源電路

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高精度可程式電流源電路

6.516位雙通道並行輸入電流輸出低功耗DAC

6.5.1精密雙極性數據轉換電路

6.5.2精密單極性同相數據轉換電路

6.5.3精密單極性反相數據轉換電路

6.6低功耗12/14/16位緩衝電壓輸出DAC

6.6.1雙極性電壓輸出電路

6.6.2可程式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位緩衝電壓輸出DAC

6.7.1雙極性電壓輸出電路

6.7.2可程式420mA過程控制器電路1

6.7.3可程式420mA過程控制器電路2

6.7.416位全隔離420mA電流輸出模組

6.7.516位全隔離電壓輸出模組

6.8功耗低於4mW的DAC

第7章基於SoC的低功耗數據採集系統設計

7.1三相多功能電能計量IC

7.212位100ksps低功耗數據採集系統（DAS）

7.2.1精密定位電路

7.2.2橋式感測器測量電路

7.3低功耗多功能多相AFE

7.3.1電氣參數測量電路

7.3.2低功耗測量模式與停止模式的使用

7.4智慧型數據採樣系統

7.4.116位智慧型數據採樣系統

7.4.212/16位智慧型數據採樣系統

第8章低功耗放大器電路設計

8.1單電源OP電路設計應考慮的問題

8.1.1輸入級