前言

电路和系统的低功耗设计一直都是电子工程技术人员设计时考虑的重要因素，随着如MP3、MP4、移动电话、便携式DVD、便携式数字电视、便携式GPS、便携式笔记本计算机等各种便携式电子产品的快速发展，产品的功能越来越强大，内容越来越丰富，体积也越来越小巧，更小、更轻和功能更强大已经成为便携式电子产品发展的必然趋势。更小、更轻意味着产品体积和内置电池的体积和容量不能够加大甚至需要减小，功能更强大则需要消耗更多的电能，所以设计功耗更低的电路和系统已经成为设计人员面临的重要挑战。但低功耗设计面临着如电源管理、应用软件、电池的发展、芯片的设计制造、电路和系统设计等诸多问题。应该说，解决产品的功耗问题实际上是一个系统工程。

对于设计工程师而言，如何在设计中平衡功耗与性能，如何使设计满足性能、体积、功耗的综合要求，如何使设计变得更简捷，如何使产品更快地投入市场，这一切都是在设计工作中实实在在存在的难题。

本书是为电子工程技术人员编写的一本介绍低功耗系统设计基本知识、要求与方法的参考书。本书没有大量的理论介绍和公式推导，而是从工程设计要求出发，通过介绍大量的低功耗器件和电路设计实例，详尽清晰、图文并茂地说明低功耗系统设计中的一些技巧、方法以及应该注意的问题，具有很好的工程性和实用性。

本书也可以作为本科院校和高职高专电子信息工程、通信工程、自动化、电气、计算机应用等专业学习低功耗系统设计的教材，或作为全国大学生电子设计竞赛的培训教材。

本书共分为10章。第1章低功耗系统设计的一般原则，介绍了集成电路的功耗产生，降低微处理器功耗和降低外围器件功耗的途径，选择低功耗的电源供给电路，低功耗的软件设计方法的一般原则与方法。

第2章低功耗微控制器电路设计，介绍了低功耗微控制器的选择，PIC单片机的低功耗设计，STM8单片机的低功耗设计，Blackfin嵌入式处理器的低功耗设计，SBC的低功耗设计，38D2系列单片机的低功耗设计，STM32的硬件设计的方法与技巧。

第3章低功耗微控制器外围电路设计，介绍了采用低功耗微控制器的微处理器监控电路，低功耗微处理器的上电复位电路，低功耗看门狗电路，超低功耗微处理器监控电路，便携式微处理器内核的供电，以及SDRAM的功耗优化设计的方法与技巧。

第4章低功耗接口与控制电路设计，介绍了低功耗RS-232收发器、高速/全速USB2.0开关、CAN收发器、LVDS多媒体接口电路，低功耗隔离电路，低功耗触摸屏控制器与触摸开关电路，低功耗继电器驱动电路的设计方法与技巧。

第5章低功耗ADC电路设计，介绍了8/12/16/24位、单通道/双通道/多通道等多种低功耗类型ADC的器件特性以及应用电路设计，以及基于低功耗、20位∑-Δ型和24位∑-Δ型ADC的精密电子秤设计。

第6章低功耗DAC电路设计，介绍了32通道14位电压输出低功耗DAC，低功耗16位环路供电型4～20mADAC，低功耗14位宽带串行接口乘法DAC，16位双通道并行输入电流输出低功耗DAC，低功耗12/14/16位缓冲电压输出DAC，低功耗16位缓冲电压输出DAC的器件特性以及应用电路设计。

第7章基于SoC的低功耗数据采集系统设计，介绍了三相多功能电能计量IC，12位100ksps低功耗DAS，低功耗多功能多相AFE的器件特性及应用电路设计，以及智能数据采样系统的电路设计。

第8章低功耗放大器电路设计，介绍了单电源运算放大器电路设计应考虑的问题，多种微功耗、低功耗、低噪声、零漂移、轨至轨输出的运算放大器，低功耗、高速、差分放大器，差分ADC驱动器，低功耗仪表放大器等器件的特性和应用电路设计。

第9章低功耗比较器电路设计，介绍了低功耗比较器的选择，微功耗、低功耗比较器的器件特性和应用电路设计。

第10章低功耗滤波器电路设计，介绍了低功耗的滤波器IC的选择，低功耗滤波器的器件特性和应用电路设计。

本书在编写过程中，参考了大量的国内外著作和资料，参考并引用了Texas Instruments、Analog Devices、Maxim、Microchip Technology、Linear Technology、National Semiconductor等公司提供的技术资料和应用笔记，得到了许多专家和学者的大力支持，听取了多方面的意见和建议。李富英高级工程师对本书进行了审阅，南华大学李圣副教授、湖南师范大学李扬宗、肖志刚、刘聪、张翼、李军、戴焕昌、张强、税梦玲、欧科军、周望、黄政中、许俊杰等人也参加了本书的编写，在此一并表示衷心的感谢。

由于水平有限，不足之处在所难免，敬请各位读者批评斧正。

黄智伟

于南华大学

2011年2月18日