MSP430G2553單片機超低功耗的研究與設計
摘要:本設計以TI公司的MSP430G2553單片機為例,通過在空閑狀態下選擇深度的低功耗模式(LPM),在運行狀態下,盡量降低電源電壓和時鐘頻率,利用其他有效的設計原則使單片機系統達到最佳的低功耗狀態。
關鍵詞:MSP430G2553;超低功耗;LPM;電源電壓;時鐘頻率
引言
美國德州儀器(TI)公司推出的MSP430系列單片機能實現極低的處理器功耗,特別適合于電池供電的應用。本文以MSP430G2553單片機為例,對其實現超低功耗的設計進行較為細致地探討。
1 MSP430G2553單片機概述
MSP430系列單片機具有超低功耗特性,同時還擁有強大的數據處理和運算能力,高性能的模擬技術及豐富的片上模塊以及方便高效的開發調試環境。MSP430G2553單片機是一種混合信號微控制器,具有16位精簡指令集(RISC)架構和62.5 ns指令周期時間,可在不到1μs的時間里從待機模式超快速地喚醒,支持JTAG仿真調試。超低功耗方面:1.8~3.6 V的低電源電壓;在1 MHz頻率和2.2 V電壓條件下,有230μA /運行模式,0.5μA/待機模式,0.1μA/關閉模式(RAM保持);口線輸入漏電流小于50 nA。
MSP430系列開發工具方便先進,本文基于MSP430G2553型號單片機進行超低功耗研究,相關實驗采用MSP430 LaunchPad開發板,其單片機采用20引腳PDIP封裝,編譯工具使用Code Composer Studio v5.1.1,軟件編程采用C語言。
2 MSP430G2553單片機超低功耗設計原則
MSP430系列單片機是超低功耗單片機的代表,它有靈活的時鐘系統、多種深度的低功耗模式、高度自動化的智能外設,其充分利用MSP 430G2553的特性和內部模塊,實現理想的低功耗特性。
圖1為典型的低功耗系統CPU工作方式,系統的大部分時間處于空閑狀態,有事件發生或定時才會處理一些工作任務,整個系統的功耗就等于平均值曲線下方的面積。降低系統功耗即空閑時選擇低功耗模式,運行時使工作消耗最小。
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