单片机的低功耗能力并非简单依赖芯片本身，而是硬件架构与软件策略共同作用的结果。其核心在于通过精准控制芯片内部模块的工作状态，在满足功能需求的前提下最大限度减少能量消耗。深圳市安凯星科技有限公司在为小米生态链开发的传感器项目中，通过优化低功耗工作方式，将设备待机电流从 50μA 降至 1.2μA，续航延长 3 倍以上。
单片机的低功耗工作方式通常分为三类：Idle 模式下 CPU 暂停工作，但定时器、串口等外设保持运行，适合需要定时唤醒的场景（如每 10 分钟采集一次数据），典型电流在 1-10μA；Stop 模式关闭主时钟，仅保留低频振荡器和 RAM 数据，适合对响应速度要求不高的设备（如智能水表），电流可低至 0.5μA 以下；Standby 模式则几乎关闭所有模块，仅保留唤醒引脚和实时时钟（RTC），适合长期休眠的遥控器，电流能压降至 0.1μA 级。
硬件层面的优化是低功耗的基础。选择支持多电压域设计的芯片（如 STM32L 系列），可单独关闭闲置模块的供电；时钟源优先选用 32kHz 低频晶振，其功耗仅为 80MHz 高频时钟的 1/50。安凯星为安徽龙多设计的工业传感器，通过将高频时钟工作时间压缩至每次唤醒的 20ms 内，整体功耗降低 60%。
软件指令的细节处理同样关键。用汇编语言优化延时函数，避免冗余运算；通过中断唤醒替代轮询检测，减少 CPU 活跃时间。在某医疗设备项目中，安凯星工程师将采样程序从 100ms 精简至 20ms，每次唤醒节省 80% 能量。此外，外设使用完毕后立即关闭时钟使能，如 SPI 通信结束后及时禁用 SPI 模块，可避免无谓耗电。