在單片機(MCU)系統的設計過程中，開發人員常常需要開發電池壽命接近最終產品使用壽命的應用。例如：在設計便攜醫療產品、儀表類產品和安防產品時，系統需要最大限度地降低工作電流，具有靈活的工作模式可選，并能夠以低電流進行備用電池供電。此外，產品還應盡可能地提高響應速度，并具備更多的內部資源。

　　近日，微芯(Microchip)公司推出的具有多種靈活低功耗休眠模式且工作電流超低的PIC24F“GA3”16位閃存MCU系列產品，具有150 μA/MHz工作電流和6個DMA通道，從而可以以更低的功耗和更大的吞吐量來執行程序(例如：在電能表應用中，通過DMA通道，可實現計量和無線抄表同時進行)(圖1)。該系列芯片進一步拓展了超低功耗(XLP)技術，同時，還增加了支持RAM保存的最低330 nA的低功耗休眠模式。此外，該系列PIC MCU還可利用VBAT，對片上實時時鐘/日歷(RTCC)進行電池備份。憑借這些特性以及集成的LCD驅動器和其他外設，PIC24F的“GA3”器件可以實現更為高效和經濟的設計，包括：消費類(如恒溫器、門鎖和家庭自動化)，工業類(如安防、有線和無線傳感器及工業控制)，醫療類(如便攜式醫療設備及診斷設備)，以及計量類(如電子儀表、能源監測、水/氣/熱表及自動抄表)產品等。

圖1：PIC24F“GA3”16位閃存MCU系列產品框圖

超低功耗技術持續發展

　　憑借其150 μA/MHz的運行電流，眾多的低功耗模式，以及支持RAM保存的最低330 nA的低功耗休眠模式，PIC24F“GA3”MCU可以通過減少應用消耗的總功耗，最大限度地延長電池壽命。為了在主電源切斷時讓應用的實時時鐘繼續運行，VBAT引腳可以400 nA進行備份供電。此外，從VDD到VBAT電源引腳的轉換將會隨VDD的斷電自動發生。

　　該系列產品的XLP技術包括標準的XLP模式(包括：運行、空閑、打盹、休眠以及深度休眠模式)和最新的XLP模式(低電壓休眠和VBAT電池備份模式)。其中，深度休眠模式近乎完全關斷，可通過外部觸發喚醒；休眠和空閑模式可選擇性地關斷外設和內核，以實現充分降低功耗和快速喚醒。同時，該器件還可實現靈活的功率和系統監視。

　　此外，該系列是第一批利用VBAT對片上實時時鐘/日歷進行電池備份的PIC MCU。其VBAT引腳可僅以400 nA進行備份供電(為了在主電源切斷時，讓應用的實時時鐘繼續運行)。

集成外設

　　該器件集成的LCD顯示驅動器具有8個共驅動能力，可直接驅動多達480段，實現描述性圖標和滾動等信息更為豐富的靈活顯示。該MCU還包括采用恒流源的充電時間測量單元(CTMU)，可用于mTouch容性觸摸傳感，超聲波流量測量(例如：在水/氣表應用中，通過測量時間差可測取流量)和許多其他的傳感器。片上12位ADC具有閾值檢測功能，并可配合CTMU一起執行休眠時的接近傳感，以進一步降低功耗(例如：在電子門鎖應用中，通過比較器來打開背光)。

應用示例：功率計

　　MCU工作電流的降低，有助于實現10VA IEC的功率預算，提高功率計的性能，使其能夠運行更為復雜的代碼，添加通信協議棧，并實現更低成本的電源。通過DMA與測量IC進行通信，CPU能夠有帶寬運行RF通信協議棧。此外，VBAT還可為實時時鐘/日歷提供功率備份。

應用示例：恒溫器

　　在恒溫器應用中，驅動LCD有99%的工作時間都可運行在低電壓休眠模式下。與其他同類16位MCU相比，這能使功耗降低30%。運行模式可進一步延長電池壽命，同時，器件還添加了RF或WiFi功能，并且VBAT引腳還可節省電池的更換時間。

　　此外，Microchip還為電池壽命預測提供了電池壽命估算器工具，通過在對話框選擇器件、參數和電池，可大致估算出電池的使用壽命(圖2)。

圖2：電池壽命估算示例，圖中顯示，2節7號電池壽命超過12年。

靈活的LCD驅動器

　　PIC24FJ128GA310 LCD驅動器可支持60×8共480段公共端驅動器(圖3)。相比于市面上最多可驅動132段LCD的產品，它具有更高靈活性，能夠支持滾動字符顯示和形象化圖標，從而能設計出更美觀的用戶界面。

圖3：LCD驅動器可支持480段公共端驅動器

開發工具支持

　　此外，為方便初學者學習和實踐，Microchip還發布了LCD Explorer開發板和用于Explorer 16開發板的PIC24FJ128GA310接插模塊(PIM)(圖4、圖5)。LCD Explorer開發板提供了8個公共端顯示，37×7字符顯示條，37個定制圖標，無線連接，PICtail Plus連接器，mTouch電容觸摸傳感按鈕和VBAT電池備份。

圖4：最新的LCD Explorer開發板

圖5：Explorer 16開發板及PIC24FJ128GA310接插模塊