對(duì)于便攜應(yīng)用而言，電池壽命至關(guān)重要。正如煙霧探測(cè)器、安全設(shè)備和自動(dòng)調(diào)溫器等應(yīng)用，工廠原裝的電池需要能夠維持長(zhǎng)達(dá)10年以上的工作時(shí)間。因此，延長(zhǎng)電池壽命已成為便攜式應(yīng)用設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵組成部分。

為了最大程度地延長(zhǎng)電池壽命，設(shè)計(jì)師需要將系統(tǒng)的平均電流消耗降至最低。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，采用多種低功耗工作模式及選用合適的元器件就非常重要。就低功耗工作模式而言，其中就包括關(guān)斷模式和實(shí)時(shí)時(shí)鐘待機(jī)操作模式。而主要的元器件包括：微控制器(MCU)、電源和信號(hào)鏈路元件。由于各種MCU在成本、外設(shè)設(shè)計(jì)、CPU架構(gòu)及片上資源集成度等方面的差異日益增多，要為具體應(yīng)用選擇一款最佳的MCU變得更具挑戰(zhàn)性。

對(duì)于便攜式工業(yè)測(cè)量應(yīng)用而言，要挑選出最適合的MCU，就須優(yōu)先考慮個(gè)中的關(guān)鍵應(yīng)用需求，如擁有更長(zhǎng)的電池壽命、高性能的模擬外設(shè)和豐富的用戶接口。右文談到了一些實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)電池壽命的訣竅，供設(shè)計(jì)人員參考。

應(yīng)該

1.盡量將待機(jī)模式的電流消耗降至最低。在許多便攜式應(yīng)用中，在超過99%的時(shí)間內(nèi)，CPU都處于空閑狀態(tài)。這種情況下，電流消耗會(huì)逐漸向空閑模式過渡，在這種模式下，既可以進(jìn)入完全關(guān)斷模式或等待外部中斷直至被喚醒的模式，又可利用定時(shí)器進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)鐘操作。

2.選用喚醒時(shí)間最短的MCU。MCU在工作模式下電流消耗最大。在MCU喚醒過程中，也就是從空閑模式進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，CPU消耗的卻是數(shù)值要高出很多的工作模式電流。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮選用喚醒和代碼執(zhí)行速度越快越好的MCU。一般而言，我們將從產(chǎn)生中斷到時(shí)鐘恢復(fù)快速穩(wěn)定運(yùn)行之間的這段時(shí)間定義為喚醒時(shí)間。在圖中，德州儀器MSP430F20x1的中斷喚醒時(shí)間少于200納秒。

3.采用低功耗欠壓復(fù)位(BOR)保護(hù)。任何便攜應(yīng)用都需要BOR或低壓檢測(cè)功能，以此確保在電源電壓降至低于規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)復(fù)位。許多MCU都具備欠壓保護(hù)功能，但也額外增加了20至70微安的電流消耗。由于此項(xiàng)保護(hù)功能必須一直處于工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮采用低功耗的BOR功能。例如，TI的MSP430 16位MCU就具有“零”功耗欠壓復(fù)位保護(hù)功能。

4.盡可能高地提高集成度。某些MCU整合的功能，使你無(wú)須在板上采用高分辨率A/D、運(yùn)算放大器和12位D/A。這些集成的功能可進(jìn)行寄存器通信，從而取代了電流消耗更大的串行通信。在電路板上添加任何元器件，都會(huì)導(dǎo)致漏電流增大。

不應(yīng)該

1.僅僅依靠一項(xiàng)規(guī)范的首頁(yè)資料，就選定一款MCU。設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)閱讀完整數(shù)據(jù)手冊(cè)，留意最壞條件下的工作溫度、極限參數(shù)和工作電壓。

2.想當(dāng)然地認(rèn)為不同供應(yīng)商的MCU的工作模式都差不多。實(shí)際上，MCU的電流消耗值會(huì)因不同供應(yīng)商而異。例如，某家MCU供應(yīng)商也許就不會(huì)提供在某種給定工作條件下所常見的全部功能。

3.采用多種電源。某些設(shè)計(jì)需要采用多種電源或復(fù)雜電源。由于電源在大多數(shù)情況下都要持續(xù)工作，使用低壓差穩(wěn)壓器或升壓轉(zhuǎn)換器可能導(dǎo)致代價(jià)高昂，因?yàn)樗粌H增加了成本，還導(dǎo)致平均電流消耗更大?？梢钥紤]采用3V電源供電。

4.采用輪詢監(jiān)控。某些MCU建議采用無(wú)限循環(huán)，這樣就可循環(huán)監(jiān)控你要監(jiān)控的所有外設(shè)。這是一種低效方法，它加大了CPU負(fù)荷，并增加了電流消耗。請(qǐng)考慮采用具有優(yōu)異中斷功能支持的MCU。例如，有些低功耗MCU擁有支持多達(dá)兩個(gè)8位端口的中斷向量，而其它一些MCU則只支持極少數(shù)的I/O。

5.不當(dāng)使用CPU。一條常規(guī)建議是仔細(xì)閱讀用戶手冊(cè)，確保充分利用MCU提供的特性。必須意識(shí)到，每執(zhí)行一行無(wú)用代碼，就會(huì)浪費(fèi)一些電池電量。一款低功耗MCU應(yīng)該具有這樣的硬件特性：當(dāng)外設(shè)執(zhí)行無(wú)須任何處理工作的特定任務(wù)時(shí)，應(yīng)使CPU保持在關(guān)斷狀態(tài)。以自動(dòng)掃描為例，A/D轉(zhuǎn)換器能自動(dòng)掃描不同通道，并將數(shù)值存儲(chǔ)在臨時(shí)緩沖器、閃存或RAM中，而無(wú)須涉及CPU。

汽車蓄電池使用壽命的長(zhǎng)短，不僅取決于蓄電池的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，而且與運(yùn)用和維護(hù)密切相關(guān)。一般汽車蓄電池的使用壽命在2年左右，如果保養(yǎng)得當(dāng)，可達(dá)到3—4年。目前在對(duì)蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)上還存在許多誤區(qū)，導(dǎo)致蓄電池的早期損壞，應(yīng)引起我們重視。

誤區(qū)一：在使用免維護(hù)蓄電池時(shí)，簡(jiǎn)單地認(rèn)為免維護(hù)就是無(wú)須任何維護(hù)。

誤區(qū)二：蓄電池極樁接線柱外表有腐蝕物不需處理，只要不松動(dòng)就可以了。外表出現(xiàn)了腐蝕物，接線柱內(nèi)表面也會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致電阻值增大，影響蓄電池的正常充電和放電，必須及時(shí)處理。

誤區(qū)三：在液面低時(shí)，補(bǔ)充電解液或加引用純凈水，而不是需要的蒸餾水。如果加含硫酸的電解液，回使蓄電池內(nèi)部電解液濃度增大，可能出現(xiàn)沸騰、酸霧等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命;用飲用純凈水代替蒸餾水使用，純凈水中含有多種微量無(wú)素，對(duì)蓄電池有不良影響。

誤區(qū)四：電解液的密度不進(jìn)行檢查和調(diào)整，特別是冬季來臨時(shí)，造成蓄電池容量不足，甚至造成電解液結(jié)冰的現(xiàn)象。

誤區(qū)五：冬季使用蓄電池啟動(dòng)時(shí)，不間斷地使用啟動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致蓄電池因過度放電而損壞。

為延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，避免拋錨等故障的發(fā)生，我們?cè)趯?duì)蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.對(duì)免維護(hù)蓄電池也要經(jīng)常檢查電眼的顏色。綠色為電量充足;黑色為電量不足，需進(jìn)行補(bǔ)充充電;灰色或淡黃色為電解液不足，因免維護(hù)蓄電池?zé)o法加液，應(yīng)立即更換蓄電池。

2.蓄電池應(yīng)該在車上安放牢靠，以防在行駛中因振動(dòng)而使蓄電池連線脫落，導(dǎo)致供電中斷。

3.要保持蓄電池表面清潔。如果發(fā)現(xiàn)極柱上出現(xiàn)固體氧化物時(shí)，應(yīng)及時(shí)用熱水澆沖，予以清除，以免影響極柱與接線柱之間的導(dǎo)通性。清理干凈后，將蓄電池表面擦拭干凈，在極柱及接線柱上抹上黃油，保證極柱不被氧化。

4.至少每月檢查一次電解液的高度。對(duì)沒有標(biāo)志線的蓄電池，電解液加到高過極板10~15mm便可;有兩條紅線的蓄電池，電解液不能超過上邊紅線，否則電解液可能外溢在正負(fù)極之間形成自放電，造成發(fā)動(dòng)機(jī)不易起動(dòng)，并縮短蓄電池壽命。

5.按地區(qū)和季節(jié)的不同進(jìn)行調(diào)整電解液的濃度。在我們東北冬天電解液的濃度濃度要達(dá)到1.28克/毫升。

6.長(zhǎng)期不用的汽車每隔一個(gè)月左右應(yīng)將汽車發(fā)動(dòng)起來，中等轉(zhuǎn)速運(yùn)行20分鐘左右，否則放的時(shí)間太長(zhǎng)，等用車時(shí)汽車將無(wú)法啟動(dòng)。

7.每次發(fā)動(dòng)車的時(shí)間總長(zhǎng)不超過5秒，再次啟動(dòng)間隔時(shí)間不少于15秒。在多次啟動(dòng)仍不著車的情況下應(yīng)從電路、點(diǎn)火線圈或油路等其他方面找原因，故障排除后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，否則會(huì)使蓄電池過度放電，影響使用壽命。