MSP430G2553單片機超低功耗的研究與設(shè)計

一般地，采用最大化LPM3時間的方式來盡量降低功耗。MSP430系列單片機可快速方便地切換工作模式，通過中斷可以在6μs內(nèi)從低功耗模式中喚醒CPU以控制程序流程，由于CPU的運算處理速度快、退出低功耗時間短，可保證CPU大部分時間處于空閑狀態(tài)，降低單片機系統(tǒng)的功耗。
2．2 運行狀態(tài)
運行狀態(tài)下CMOS數(shù)字系統(tǒng)功耗可由公式(1)計算得出：

其中：P動是運行狀態(tài)下CMOS數(shù)字系統(tǒng)功率，C是CMOS的負載電容，f是系統(tǒng)的時鐘頻率，Vcc是電源電壓。
可見，電源電壓對系統(tǒng)的功耗影響最大，然后是時鐘頻率，再就是負載電容。對使用者來說，負載電容一般是不可控的，那么要設(shè)計一個低功耗的單片機系統(tǒng)，主要有兩個原則：盡可能降低電源電壓；盡可能降低時鐘頻率。其他方法基本都是圍繞這兩個原則實現(xiàn)。電源電壓與時鐘頻率如圖2所示。

2．2．1 電源電壓
相同主頻下電源電壓越高，功耗越高，需要設(shè)計合理的供電系統(tǒng)，以及靈活的調(diào)整單片機內(nèi)核電壓來降低功耗。AM下Vcc與Icc典型值如表2所列?；顒幽Ｊ?AM)下，MSP430G2553單片機電源電流(Icc)隨電源電壓(Vcc)變化而變化。

2．2．2 時鐘頻率
MSP430G2553的時鐘系統(tǒng)為電池供電而特別設(shè)計。MSP430G2553單片機有不同的時鐘源，產(chǎn)生3種可調(diào)的時鐘頻率：低頻輔助時鐘(ACLK)高頻主系統(tǒng)時鐘(MCLK)和高頻子系統(tǒng)時鐘(SMCLK)。根據(jù)各個外圍模塊的實際需要、處理器速度的最高要求以及時鐘精度來權(quán)衡3個時鐘的頻率。對于一些低頻工作的外設(shè)可采用ACLK作為時鐘或信號源，而非統(tǒng)一使用MCLK，從而降低功耗；不論對于CPU還是外部設(shè)備，應(yīng)盡量降低運行頻率，不影響功能時可設(shè)計自動關(guān)機。
2．2．3 I／O端口
對普通的I／O口，需要配置成輸出模式來避免外部浮動電壓的影響。CMOS輸入端不能有懸空的引腳，應(yīng)將所有輸入端接適當(dāng)?shù)碾娖健?/span>