MSP430單片機(jī)低功耗結(jié)構(gòu)原理

當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生器基本功能建立之后，CPU內(nèi)狀態(tài)寄存器SR的SCG1，SCG0，CPUOFF，OSCOFF位是重要的低功耗控制位。只要任意中斷被響應(yīng)，上述控制位就被壓入堆棧保存，中斷處理之后，又可恢復(fù)先前的工作方式。在中斷處理子程序執(zhí)行期間，通過間接訪問堆棧數(shù)據(jù)，可以操作這些控制位;這樣允許程序在中斷返回(RETI) 后，以另一種功耗方式繼續(xù)運(yùn)行。

各控制位的作用如下：

SCG1： 復(fù)位，使能SMCLK;置位，禁止SMCLK。

SCG0： 復(fù)位，激活直流發(fā)生器，只有SCG0置位，并且DCOCLK沒有被用作MCLK或SMCLK時(shí)，直流發(fā)生器才能被禁止。

OSCOFF：復(fù)位，激活LFXT1，只有當(dāng)OSCOFF被置位并且LFXT1CLK不用于MCLK或SMCLK時(shí)，F(xiàn)LXT1才能被禁止;當(dāng)使用晶體振蕩器關(guān)閉選項(xiàng)OSCOFF時(shí)，需要考慮晶體振蕩器的啟動(dòng)設(shè)置時(shí)間

CPUOFF：復(fù)位，激活MCLK;置位，關(guān)閉MCLK。

控制位SCG1、SCG0、CPUOFF、OSCOFF可由軟件配制成六種不同的工作模式：

工作模式 控制位 CPU狀態(tài)、振蕩器及時(shí)鐘

SCG1=0 CPU活動(dòng)

SCG0=0 MCLK活動(dòng)

AM CPUOFF=0 SMCLK活動(dòng)

OSCOFF=0 ACLK活動(dòng)

SCG1=0 CPU禁止

LPM0 SCG0=0 MCLK禁止

OSCOFF=0 SMCLK活動(dòng)

CPUOFF=1 ACLK活動(dòng)

SCG1=0 CPU禁止

MCLK禁止

LPM1 SCG0=1 如果DCOCLK位用作MCLK或SMCLK，則直流發(fā)生器禁止，

否則，仍然活動(dòng)

OSCOFF=0 SMCLK活動(dòng)

CPUOFF=1 ACLK活動(dòng)

SCG1=1 CPU禁止

如果DCO未被用作MCLK或SMCLK，自動(dòng)禁止

SCG0=0 MCLK禁止

LPM2 OSCOFF=0 SMCLK禁止

CPUOFF=1 ACLK活動(dòng)

SCG1=1 CPU禁止

DCO被禁止，直流發(fā)生器被禁止

SCG0=1 MCLK禁止

LPM3 OSCOFF=0 SMCLK禁止

CPUOFF=1 ACLK活動(dòng)

SCG1=1 CPU禁止

SCG0=1 DCO被禁止，直流發(fā)生器被禁止

LPM4 OSCOFF=1 所有振蕩器停止工作

MCLK、SMCLK禁止

CPUOFF=1 ACLK禁止

低功耗的設(shè)計(jì)技巧問題

1.LPM4:在振蕩器關(guān)閉模式期間，處理機(jī)的所有部件工作停止，此時(shí)的電流消耗最小。此時(shí)只有在系統(tǒng)上電電路檢測(cè)到低點(diǎn)電平或任一請(qǐng)求異步響應(yīng)中斷的外部中斷事件時(shí)才會(huì)從新工作。因此在設(shè)計(jì)應(yīng)含有可能需要用到的外部中斷才采用這種模式，否則發(fā)生不可預(yù)料的結(jié)果。

2.LPM3:在DC發(fā)生關(guān)閉期間，只有晶振是活動(dòng)的。但此時(shí)設(shè)置基本時(shí)序條件的DC發(fā)生器的DC電流被關(guān)閉。由于此電路的高阻設(shè)計(jì)，使功耗被抑制。當(dāng)從DC關(guān)閉到啟動(dòng)DC需要一段時(shí)間(ns~us)

3.LPM2:在此期間晶振和DC發(fā)生器是工作的，所以可以實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)

4.LPM1：在此期間振蕩器已經(jīng)工作，所以不存在啟動(dòng)延時(shí)問題

_BIS_SR(LPM3_bits) _BIC_SR_IRQ(LPM3_bits)

LPM3 LPM3_EXIT

系統(tǒng)響應(yīng)中斷過程：

1.硬件自動(dòng)中斷服務(wù)

a.PC入棧

b.SR入棧

c.中斷向量賦給PC

d.GIE、SCG1、CPOOFF和OSCOFF清楚

e.IFG標(biāo)志位清除(單源中斷標(biāo)志比如WDTIFG)

2.執(zhí)行中斷處理子程序

3.執(zhí)行RETI指令

4.SR出棧

5.PC出棧

低功耗應(yīng)用

void main(void)

{

WDTCTL=WDT_ADLY_1000;

IE1 | = WDTIE;

P1DIR | = 0X01;

_EINT();

for(;;)

{

LPM3;

_NOP();

}

}

interrupt[WDT_VECTOR] watchdog_timer(void)

{

P1OUT ^ = 0X01;

}

擴(kuò)展閱讀：時(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期、總線周期區(qū)別