前言

電路和系統(tǒng)的低功耗設(shè)計一直都是電子工程技術(shù)人員設(shè)計時考慮的重要因素，隨著如MP3、MP4、移動電話、便攜式DVD、便攜式數(shù)字電視、便攜式GPS、便攜式筆記本計算機(jī)等各種便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，產(chǎn)品的功能越來越強(qiáng)大，內(nèi)容越來越豐富，體積也越來越小巧，更小、更輕和功能更強(qiáng)大已經(jīng)成為便攜式電子產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。更小、更輕意味著產(chǎn)品體積和內(nèi)置電池的體積和容量不能夠加大甚至需要減小，功能更強(qiáng)大則需要消耗更多的電能，所以設(shè)計功耗更低的電路和系統(tǒng)已經(jīng)成為設(shè)計人員面臨的重要挑戰(zhàn)。但低功耗設(shè)計面臨著如電源管理、應(yīng)用軟件、電池的發(fā)展、芯片的設(shè)計制造、電路和系統(tǒng)設(shè)計等諸多問題。應(yīng)該說，解決產(chǎn)品的功耗問題實(shí)際上是一個系統(tǒng)工程。

對于設(shè)計工程師而言，如何在設(shè)計中平衡功耗與性能，如何使設(shè)計滿足性能、體積、功耗的綜合要求，如何使設(shè)計變得更簡捷，如何使產(chǎn)品更快地投入市場，這一切都是在設(shè)計工作中實(shí)實(shí)在在存在的難題。

本書是為電子工程技術(shù)人員編寫的一本介紹低功耗系統(tǒng)設(shè)計基本知識、要求與方法的參考書。本書沒有大量的理論介紹和公式推導(dǎo)，而是從工程設(shè)計要求出發(fā)，通過介紹大量的低功耗器件和電路設(shè)計實(shí)例，詳盡清晰、圖文并茂地說明低功耗系統(tǒng)設(shè)計中的一些技巧、方法以及應(yīng)該注意的問題，具有很好的工程性和實(shí)用性。

本書也可以作為本科院校和高職高專電子信息工程、通信工程、自動化、電氣、計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)學(xué)習(xí)低功耗系統(tǒng)設(shè)計的教材，或作為全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的培訓(xùn)教材。

本書共分為10章。第1章低功耗系統(tǒng)設(shè)計的一般原則，介紹了集成電路的功耗產(chǎn)生，降低微處理器功耗和降低外圍器件功耗的途徑，選擇低功耗的電源供給電路，低功耗的軟件設(shè)計方法的一般原則與方法。

第2章低功耗微控制器電路設(shè)計，介紹了低功耗微控制器的選擇，PIC單片機(jī)的低功耗設(shè)計，STM8單片機(jī)的低功耗設(shè)計，Blackfin嵌入式處理器的低功耗設(shè)計，SBC的低功耗設(shè)計，38D2系列單片機(jī)的低功耗設(shè)計，STM32的硬件設(shè)計的方法與技巧。

第3章低功耗微控制器外圍電路設(shè)計，介紹了采用低功耗微控制器的微處理器監(jiān)控電路，低功耗微處理器的上電復(fù)位電路，低功耗看門狗電路，超低功耗微處理器監(jiān)控電路，便攜式微處理器內(nèi)核的供電，以及SDRAM的功耗優(yōu)化設(shè)計的方法與技巧。

第4章低功耗接口與控制電路設(shè)計，介紹了低功耗RS-232收發(fā)器、高速/全速USB2.0開關(guān)、CAN收發(fā)器、LVDS多媒體接口電路，低功耗隔離電路，低功耗觸摸屏控制器與觸摸開關(guān)電路，低功耗繼電器驅(qū)動電路的設(shè)計方法與技巧。

第5章低功耗ADC電路設(shè)計，介紹了8/12/16/24位、單通道/雙通道/多通道等多種低功耗類型ADC的器件特性以及應(yīng)用電路設(shè)計，以及基于低功耗、20位∑-Δ型和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，介紹了32通道14位電壓輸出低功耗DAC，低功耗16位環(huán)路供電型4～20mADAC，低功耗14位寬帶串行接口乘法DAC，16位雙通道并行輸入電流輸出低功耗DAC，低功耗12/14/16位緩沖電壓輸出DAC，低功耗16位緩沖電壓輸出DAC的器件特性以及應(yīng)用電路設(shè)計。

第7章基于SoC的低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計，介紹了三相多功能電能計量IC，12位100ksps低功耗DAS，低功耗多功能多相AFE的器件特性及應(yīng)用電路設(shè)計，以及智能數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)的電路設(shè)計。

第8章低功耗放大器電路設(shè)計，介紹了單電源運(yùn)算放大器電路設(shè)計應(yīng)考慮的問題，多種微功耗、低功耗、低噪聲、零漂移、軌至軌輸出的運(yùn)算放大器，低功耗、高速、差分放大器，差分ADC驅(qū)動器，低功耗儀表放大器等器件的特性和應(yīng)用電路設(shè)計。

第9章低功耗比較器電路設(shè)計，介紹了低功耗比較器的選擇，微功耗、低功耗比較器的器件特性和應(yīng)用電路設(shè)計。

第10章低功耗濾波器電路設(shè)計，介紹了低功耗的濾波器IC的選擇，低功耗濾波器的器件特性和應(yīng)用電路設(shè)計。

本書在編寫過程中，參考了大量的國內(nèi)外著作和資料，參考并引用了Texas Instruments、Analog Devices、Maxim、Microchip Technology、Linear Technology、National Semiconductor等公司提供的技術(shù)資料和應(yīng)用筆記，得到了許多專家和學(xué)者的大力支持，聽取了多方面的意見和建議。李富英高級工程師對本書進(jìn)行了審閱，南華大學(xué)李圣副教授、湖南師范大學(xué)李揚(yáng)宗、肖志剛、劉聰、張翼、李軍、戴煥昌、張強(qiáng)、稅夢玲、歐科軍、周望、黃政中、許俊杰等人也參加了本書的編寫，在此一并表示衷心的感謝。

由于水平有限，不足之處在所難免，敬請各位讀者批評斧正。

黃智偉

于南華大學(xué)

2011年2月18日