經典MCU探究：MSP430關鍵硬件電路設計要訣

眾所周知，MSP430以其超低功耗而著稱。但是很多用戶反應，在實際應用中，測量MSP430的功耗時，測量結果和MSP430數(shù)據(jù)手冊相差甚遠。其實這里主要涉及到兩方面的內容：

　　1. 如何使用MSP430合理的設計硬件和軟件，使整個應用最大限度的達到低功耗？

　　2. 如何測量MSP430的功耗？

　　就如何測量MSP430功耗，我來分享一下我個人的經驗。

　　一、未使用的GPIO的處理

　　為了使MSP430最大限度的達到低功耗，對于MSP430未使用的GPIO而言，應該將其設置為輸出；或者是設置為輸入，但是將管腳的電平固定，可以通過外部電路將管腳連接至Vcc或者GND，也可使能內部上下拉電阻，將管腳電平固定。

　　對于MSP430而言，大部分情況下，測量到的功耗與datasheet不符均是由對MSP430未使用的GPIO處理不當引起的。默認情況下，MSP430的GPIO是作為輸入的，其等效電路如下圖所示，為推挽模式：

　　當GPIO管腳配置為輸入管腳且外部電平處于浮動狀態(tài)時（0《Vin《Vcc），那么內部的MOSFETs管的導通電流本身就處于一個不穩(wěn)定的值，會導致整體功耗的升高，示意圖見上圖右半邊。另外過高或過低的溫度更會加劇這種不穩(wěn)定，且當供電電壓升高時，本身MOSFETs管的導通電流也會變大。故在高壓和低溫雙重作用下，就會出現(xiàn)功耗攀升現(xiàn)象。

　　二、前提條件的確定

　　MSP430數(shù)據(jù)手冊各種模式下功耗的提供，均注明了相關的前提條件的，具體包括：測量溫度，供電電壓，系統(tǒng)時鐘的時鐘源，系統(tǒng)時鐘的大小，CPU主頻，MSP430工作模式以及active的模塊（例如Brownout： BOR， WDT）等。故要驗證MSP430在特定模式下的功耗時，一定要注意這些前提條件。

　　如果要與別家的MCU比較功耗時，切記一定要在相同的前提條件下比較才有意義。而MSP430的BOR功能在7種LPM mode下均是打開的，且?guī)缀跏橇愎牡摹?/P>

　　三、測量MSP430處于LPM4/LPM3 mode下的功耗

　　為了更準確的測量整個用戶應用的功耗并且使得最大限度的降低整個應用的功耗，建議先對MSP430處于LPM4/LPM3模式下時，板子的整體功耗進行測量。在LPM4，LPM3模式下，將MSP430功耗與數(shù)據(jù)手冊調至一致后，在此基礎上，再進行其他情況下功耗的測量。

　　1.低功耗測試程序的編寫

　　a. LPM4 低功耗測試程序編寫

　　LPM4低功耗測試程序的編寫，建議參考Wolverine MSP430FR5969 LPM4 code example，如下圖所示，注意事項主要有：當作為輸入時，將GPIO狀態(tài)固定， 不讓其受外部浮動電平的影響。示例中，GPIO設置為輸入，但是使能其內部下拉