便攜式電子設(shè)備的重要指標(biāo)之一就是低功耗，而低功耗是國際上節(jié)能和綠色環(huán)保的要求，實際上節(jié)能是全球化的熱潮�，F(xiàn)在強調(diào)綠色環(huán)保便攜式的產(chǎn)品越來越多，低功耗是現(xiàn)代電子設(shè)備的典型特征。對于便攜式電子設(shè)備，電路中所采用的器件和芯片的選擇至關(guān)重要，其直接從硬件電路上影響系統(tǒng)功耗的大小。因此，為降低功耗，必須合理選用器件和芯片。

　　1.盡量選用CMOS器件

    在低功耗檢測系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量選用CMOS集成電路(即互補金屬一氧化物一半導(dǎo)體集成電路)，他的最大特點是微功耗(靜態(tài)功耗幾乎為零)，另外輸出邏輯電平范圍大，抗干擾能力強，同時其工作溫度范圍也寬。因此，CMOS電路和低功耗系統(tǒng)自然有著密切的聯(lián)系。

　　1．1 CMOS電路的電壓傳輸特性和電流傳輸特性

    以圖1所示的CMOS非門電路為例，來分析其電壓傳輸特性和電流傳輸特性。CMOS門電路的電壓傳輸特性是他的輸出電壓隨輸入電壓變化的曲線，如圖2(a)所示；CMOS門電路的電流傳輸特性是他的漏極電流隨輸入電壓變化的曲線，如圖2(b)所示。

            
     當(dāng)輸入電壓V6從零開始上升，在沒有達(dá)到NMOS的開啟電壓VTN之前，TN管截止，Tp管導(dǎo)通，輸出電壓Vo=VDD為高電平且幅度基本不變，漏極電流iD。約等于零，對應(yīng)圖2中(a)，(b)兩圖中的AB段；當(dāng)Vi繼續(xù)升高達(dá)到NMOS管開啟電壓后，原截止管TN開始導(dǎo)通，原導(dǎo)通管Tp仍處于導(dǎo)通狀態(tài)，漏極電流iD。逐漸增大，輸出電壓VO隨之下降，對應(yīng)圖2中(a)，(b)兩圖中的BC段；當(dāng)輸入電壓增大到0．5VDD時·，電流iD增大到最大值，輸出電壓VO急劇減小，對應(yīng)圖2中(a)，(b)兩圖中的CD段；當(dāng)Vi繼續(xù)增大，TN管導(dǎo)通，TP管由導(dǎo)通并始向截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，漏極，電流iP逐漸減小，輸出電壓降低趨近于低電平，對應(yīng)圖2中(a)，(b)兩圖中的DE段；當(dāng)輸入電壓Vi增大到使PMOS管的柵一源電壓小于其開啟電壓時，T，管完全截止，T；管導(dǎo)通，漏極電流；。約等于零，輸出電壓VD約為零，對應(yīng)圖2中(a)，(b)兩圖中的EF段。

    從以上分析可以看出，該電路不論輸出高電平還是低電子，總有一管導(dǎo)通一管截止，這樣從電源到地之間的直流電阻就很大，因此幾乎沒有電流流過，也就是說靜態(tài)電流幾乎為零，其靜態(tài)功耗極小近似為零。

　　1．2 CMOS電路的功耗

    在CMOS電路中，理想情況下，I-V轉(zhuǎn)移曲線是一個瞬態(tài)函數(shù)，當(dāng)I-V轉(zhuǎn)移曲線跨越門限時，從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個狀態(tài)不消耗功率。但在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)移曲線并不是理想的方形，因此每次狀態(tài)轉(zhuǎn)移時都會有大的(潛在性)開關(guān)電流。理論上看，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程最壞情況下，具有零內(nèi)阻的開關(guān)器件會在電源與地之間形成直接短路的現(xiàn)象。在CMOS電路中，最大的功耗來自于內(nèi)部和外部電容的充放電，通常用W／Hz來表示每個門電路的功耗。

    CMOS電路的動態(tài)功耗是指CMOS電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋�穩(wěn)定狀態(tài)的過程中產(chǎn)生的功耗。其動態(tài)功耗一般來自兩個方面：

　　(1)當(dāng)MOS管TN和TP在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中會在短時間內(nèi)同時導(dǎo)通產(chǎn)生的瞬時導(dǎo)通功耗，轉(zhuǎn)換過程越長，此尖峰導(dǎo)通電流分量的平均值(Dc)也就越大，功耗也就越大，故對于CMOS電路來說，緩慢的上升和下降沿應(yīng)竭力避免；

　　(2)對負(fù)載電容、寄生電容充放電所產(chǎn)生的功耗。動態(tài)功耗的大小與申源電壓、信號的工作頻率、電容量的大小等有關(guān)。一般來說，這些參數(shù)的數(shù)值越大，其動態(tài)功耗就越大。

　　2 選用低功耗微處理器

    現(xiàn)代檢測系統(tǒng)，都離不開微處理器芯片。而對于低功耗檢測系統(tǒng)，自然應(yīng)該選用低功耗的微處理器芯片。目前低功耗微處理器品種比較多，有些微處理器的功耗極低，例如德州儀器(TI)公司的MSP430系列單片機。
MSP430系列單片機是一種超低功耗的16位RISC混合信號處理器，其有16個中斷源，并且可以任意嵌套，使用靈活方便；用中斷請求將CPU喚醒只要6/us，可編制出實時性特別高的源代碼；可將CPU置于省電模式，用中斷方式喚醒程序；在1.8~3.6V電壓、1 MHz的時鐘條件下，耗電電流在0.1～400uA之間，因不同的工作模式而不同，其能夠在實現(xiàn)液晶顯示的情況下只耗電0．8uA。典型情況：在4kHz，2.2V條件下工作消耗電流2.5uA；在1 MHz，2．2V條件下工作消耗電流280uA；在只有RAM數(shù)據(jù)保持的低功耗模式下耗電0.1uA�？梢娖涔奶貏e小，是低功耗微處理器的典型。

　　3 選用低功耗的外圍器件

   低功耗檢測系統(tǒng)除盡量采用CMOS器件外，還應(yīng)選用低功耗或微功耗的外圍器件，這樣才能降低系統(tǒng)的總體的功耗。

　　3．1 選用低功耗存儲器

    低功耗檢測系統(tǒng)設(shè)