低功耗是水表和热表的主要考虑指标，因为这些仪表所处的位置通常没有本地电源。仪表应用中需要考虑的另一个重要方面就是：在丢失主电源情况下要进行适当的低功耗管理和维持系统鲁棒性（Robustness）。公用仪表一般有两种供电方式：交流和直流（如小电池）电源。电表中通常采用交流电源，而由于水表通常连不到交流电源插座或直接交流供电被认为是不安全的，在水表中通常使用直流电源。

牢记这一规则：几乎所有可用于交流稳压电源应用的器件同样也可用于不稳定的直流电源应用中。

（1）交流稳压电源供电的仪表

交流供电仪表可通过标准电源插座获得几乎无限量的电能（一般最高限制为2W）。对于交流供电的公用仪表，当计量单元丢失主电源时，智能电源管理部件除了管理系统的全面操作外，还起到了至关重要的作用。因为当交流电源暂时切断时，也许用户正在使用燃气，或者计量单元正忙于向非易失存储器存储重要数据或正在向公共事业公司传送数据。

交流供电仪表系统使用变压器或无变压器电源。要降低应用成本和规模，有时可通过一个简单的电抗和阻抗分离的无变压器电路向仪表供电。这通常适用于仪表已连接到交流电源的情况（例如电表）。但这种设计使得典型电路供给的电流有限，从而限制了大功率元件的使用。合理的功耗管理有助于降低应用电路的平均功耗，由此降低电源元件的大小和重量。

为了补偿交流电源的损失，设计工程师通常会在设计仪表时添加某类备用电源系统，可以是大电容、超大电容或一个小型锂电池。在启用备用电源的情况下，整个系统的功耗特别是MCU的功耗就变得至关重要。设计工程师常面临的挑战有：
·在上述情况条件下系统应保持多长的激活时间？
·整个系统的待机电流是多少？
·系统的工作电流是多少？
·如何优化功耗和使器件性能（时钟速度）快速适应当前的要求？
·如何在不稳定电池供电条件下可靠地工作？
·如何在无变压器电源系统中可靠地工作？
·如何通过集成欠压复位、看门狗定时器和故障保护时钟监视电路增加系统可靠性？

由于执行不同任务时的工作负载也各不相同，如何更好地动态优化仪表中的MCU功耗显得非常重要。以5给出的典型计量为例，该示例执行了以下任务：
·实时时钟更新——很小的任务，可以被编程为每秒执行一次。
·计数器递增——也是一个很小的任务，可以在收到来自计量装置的脉冲时（如电表中MCP3905的输出，或气/水表中位移测量装置产生的脉冲）产生中断。
·偶尔需要MCU执行高强度的计算任务。例如，通过IrDA或RS-485与仪表通信来自动读表，或简单地更新显示或执行一些与计费/记录相关的功能。

所有新的PICmicro MCU（PIC16和PIC18两个系列）都提供了Microchip的纳瓦功耗管理技术。纳瓦技术具有一系列非常有用的特性是针对功耗管理和鲁棒性问题的，所以非常适于用在公用仪表的设计中。事实上，纳瓦器件不仅在业界中功耗最低、可以在很宽的电压范围内工作，此外，还提供了一组非常灵活的智能功耗管理功能。

纳瓦器件最多可提供7种工作模式，允许系统在任意时刻快速切换到最佳时钟源。在上面的示例中，最佳功耗管理策略可以使用下列方案：
·保持MCU处于休眠模式，以降低无任务时段的功耗
·保持RTC功能使用的定时器处于活动状态（使用32kHz的辅助振荡器）
·定期唤醒器件低速执行小型任务（使用同一个辅助振荡器）
·当检测到需要更高级的功能时，主振荡器将启动并执行高强度的任务（以较高功耗的短脉冲快速执行）。

现在，在给定功耗数据的情况下，通过比较MCU执行每个任务所花费的时间百分比和选定工作模式的功耗大致可以算出整个应用的平均功耗。考虑到大多数采用纳瓦技术的PICmicro器件具有最多9种可选振荡器模式（包括4种晶振模式、2种外部时钟模式、2种外部RC振荡器模式和1种在软件控制下可提供多种时钟频率的内部振荡器电路），纳瓦技术的灵活性几乎可以不受限制。

（2）不稳定直流电源供电的仪表

直流供电的仪表（如水表和气表）一般使用小型电池（无稳压）供电。在这类系统中，系统的待机或非工作电流对整个系统的功耗影响很大。采用纳瓦技术（如低待机电流、快速振荡器起振模式和不同的软件控制振荡器模式）的PICmicro器件在必要时可优化性能和降低电流消耗。在大多数电池供电的应用中，整个系统的鲁棒性依赖于MCU处理低压、不稳定电池和由噪声引发的事件的方式。

采用纳瓦技术的PICmicro器件的宽工作电压范围（一般为2.0V到5.5V）特性大大简化了仪表设计，并可以延长电池寿命。事实上，在此类设计中可以省去稳压器，获取宝贵的电池电压裕度，进一步深度放电，来延长电池寿命。Microchip也提供各种独立的模拟器件，可用于系统监管或智能电池管理。

提高可靠性对所有的仪表应用都极为关键，在不稳定电源供电的计量应用中尤为突出。

所有的Microchip纳瓦器件中除传统的看门狗定时器外，还集成了3个关键电路，以便提供更高的可靠性：
·欠压复位（Brown-out Reset，BOR）：该选项是可编程的，用于在电源电压下降到门限值以下时复位MCU，防止器件在规定的工作电压范围外工作。
·低压检测（Low-Voltage Detect，LVD）：该选项同样是可编程的，用于在电源电压下降到预定值（一般设置为略高于BOR的值）以下时产生中断报警。该选项可在欠压复位电路介入前将重要工作参数保存到非易失性存储器中，以备事后安全恢复时使用。
·故障保护时钟监视器（Fail-Safe Clock Monitor，FSCM）：这是3者中最高级的功能。故障保护时钟监视器不同于看门狗定时器，它由额外的电路构成，用于验证外部时钟源是否正常工作。当故障保护时钟监视器检测到外部时钟因某种原因出现故障时，MCU时钟会迅速切换到内部振荡器，从而维持MCU继续工作，使系统置于“安全”故障模式（例如，将重要数据保存到非易失性存储器），并通知用户。