MSP430G2553單片機(jī)超低功耗的研究與設(shè)計(jì)

摘要：本設(shè)計(jì)以TI公司的MSP430G2553單片機(jī)為例，通過(guò)在空閑狀態(tài)下選擇深度的低功耗模式(LPM)，在運(yùn)行狀態(tài)下，盡量降低電源電壓和時(shí)鐘頻率，利用其他有效的設(shè)計(jì)原則使單片機(jī)系統(tǒng)達(dá)到最佳的低功耗狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：MSP430G2553；超低功耗；LPM；電源電壓；時(shí)鐘頻率

引言
美國(guó)德州儀器(TI)公司推出的MSP430系列單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)極低的處理器功耗，特別適合于電池供電的應(yīng)用。本文以MSP430G2553單片機(jī)為例，對(duì)其實(shí)現(xiàn)超低功耗的設(shè)計(jì)進(jìn)行較為細(xì)致地探討。

1 MSP430G2553單片機(jī)概述
MSP430系列單片機(jī)具有超低功耗特性，同時(shí)還擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力，高性能的模擬技術(shù)及豐富的片上模塊以及方便高效的開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境。MSP430G2553單片機(jī)是一種混合信號(hào)微控制器，具有16位精簡(jiǎn)指令集(RISC)架構(gòu)和62．5 ns指令周期時(shí)間，可在不到1μs的時(shí)間里從待機(jī)模式超快速地喚醒，支持JTAG仿真調(diào)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(yùn)行模式，0．5μA／待機(jī)模式，0．1μA／關(guān)閉模式(RAM保持)；口線(xiàn)輸入漏電流小于50 nA。
MSP430系列開(kāi)發(fā)工具方便先進(jìn)，本文基于MSP430G2553型號(hào)單片機(jī)進(jìn)行超低功耗研究，相關(guān)實(shí)驗(yàn)采用MSP430 LaunchPad開(kāi)發(fā)板，其單片機(jī)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(yǔ)言。

2 MSP430G2553單片機(jī)超低功耗設(shè)計(jì)原則
MSP430系列單片機(jī)是超低功耗單片機(jī)的代表，它有靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)、多種深度的低功耗模式、高度自動(dòng)化的智能外設(shè)，其充分利用MSP 430G2553的特性和內(nèi)部模塊，實(shí)現(xiàn)理想的低功耗特性。

圖1為典型的低功耗系統(tǒng)CPU工作方式，系統(tǒng)的大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)，有事件發(fā)生或定時(shí)才會(huì)處理一些工作任務(wù)，整個(gè)系統(tǒng)的功耗就等于平均值曲線(xiàn)下方的面積。降低系統(tǒng)功耗即空閑時(shí)選擇低功耗模式，運(yùn)行時(shí)使工作消耗最小。