低功耗单片机的创新套件设计.pdf

低功耗单片机的创新套件设计 随着科学技术的不断发展，在人们生活各个领域中被广 1.3 可以同时配置高低速时钟 泛的应用，单片机系统基础上研发的设备也被广泛应用，一 单片机系统工作中，若是增加工作频率情况字，其需要的功耗也会 定程度对单片机系统设计创新提出了较高的要求，受到越来 逐渐增加，为了实现低功耗的目的，在单片机系统内部可以配置高速 越多的人们关注。单片机套件在单片机设计中重要的组成部 主时钟、低速副时钟两个独立系统，在这种情况下，人们就可以根据 分，具有较高的兼顾性，其衍生出来的电子产品也具有一定 实际需求适当降低CPU主时钟系统工作频率，进而降低功耗。在单 的便携性，备受欢迎。本文基于MSP430单片机系统上，对 片机工作时间比较空闲的时候，单片机工作状态会进入低速模式。 低功耗单片机进行分析，阐述了单片机系统运行特点，在此 要想切实实现低功耗目的，可以通过对寄存器进行赋值，以此调整 基础上，从硬件设计和软件设计两方面对单片机创新套件进 时钟频率，也可以通过调整主、副时钟方式来实现低功耗的目的。 行探讨，明确单片机低能耗使用方案，促使单片机运行效率 1.4 合理使用系统内部定时器 得以提升，促使企业经济发展。 一般来讲，NEC单片机内部都会设置时钟定时器，这个定时器 中断时间为0.5s/次，采取这种方式进行设置的目的在于单片机系 1 单片机低功耗技术的分析 统在休眠状态下也可以将定时唤醒功能发挥出来，能够为需要应 1.1 单片机的集成度 用在线计时、且处于间歇模式下的单片机提供更为环保的节能方 目前，在芯片设计的过程中，高集成度设计理念应用比 式。具体来讲：若CPU运行状态处于休眠模式，单片机运行状态 较普遍，高集成度设计可以促使系统外围电路设计不断改 就会转为STOP模式，以此起到减少电源功率消耗的目的，待时钟 进，进而起到降低单片机系统耗能的作用。这种芯片设计方 处于中断模式下，CPU 即转为运行模式。 案，在单片机实际使用中，起 到优化芯片功耗性能，为此， 在开展单机片设计活动时，可 以充分考虑应用高集成度设计 理念吗，以此实现低功耗的 设计目的。 1.2 扩宽电源电压实际范围 在对单片机进行制作的过 程中，可以选择比较先进的工 艺进行加工，促使单片机工作 电源电压更加宽广，进而促使 单片机稳定运行。实际中，如 果单片机电源电压可以在一定 范围内进行扩宽，那么在其他 领域也可以实现扩宽范围的目 的，特别是一些便携式设备， 在此理论基础上，可以将电池 作为设备运行电源，解决了电 池放点效应的问题，并且不需 要为了稳定电压进行单独设 计，提高降低功耗效果。 图1 套件硬件框图 图2 套件软件框图 2 单片机系统低功耗套件设计 机整体耗能，如图2所示。 2.1 硬件设计 在进行软件设计过程中，应当做到以下几点要求：第一， 在进行单片机低功耗的设计过程中，硬件系统是一项重要的组 ULP Advisor 的分析，借助分析工具对代码进行分析，工作人员 成部分，如图1所示是单片机系统结构框架图。 通过编写代码的方式来实现MSP430FR系统能耗整体性降低的 通常情况下设计方案如下：第一，设计供电电压和调整时钟 目的，进而提升电气设备软件使用的效果。第二，设计I/O运 频率过程中，若MCU是由多个CMOS 门电路共用组成的，就需要对 行模式时，工作人员在开展设计工作时应当在电源关闭状态下 其进行深入分析，计算方式如下：P=P +P +P P 进行，结合单