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1 MSP430省電方式簡介 MSP430以其低功耗著稱于世，它可以外接2個時鐘源——XIN、XT2IN，內部還有1個DC0振蕩器，可以產生高達8 MHz的內部時鐘。一般XT2IN的頻率為高頻，按實際應用時的要求來選用；XIN為低頻，可以是32 768Hz。XIN的用途主要是在低功耗時使系統保持“活著”。MSP430共有5種省電方式，即LPM0～4。其中， LPM0：CPU、MCLK關閉，SMCLK、ACLK打開，功耗79uA； LPM1：CPU、MCLK、DCO關閉，SMCLK、ACLK打開，功耗4luA； LPM2：CPU、MCLK、SMCLK、DC0關閉，DC產生器、ACLK打開，功耗17uA； LPM3：CPU、MCLK、SMCLK、DC0、DC產生器關閉，ACLK打開。功耗2uA； LPM4：CPU及所有模塊都關閉，功耗0．1 uA。 系統在LPMO-3方式下可以被喚醒，LPM4則不能。大多數應用場合都希望MSP430平時進入睡眠狀態，降低功耗，而后定時或被外界中斷喚醒，執行相應的程序后再次進入睡眠狀態，然后再次被喚醒，其中因為LPM3是滿足要求且功耗最低的一種方式，所以它被使用得最多。本文就來討論這種方式下的睡眠與喚醒。 2 睡眠與喚醒 主程序循環運行的流程如圖1所示。 
每一次循環中都要判斷睡眠條件是否成立，若成立則切換時鐘，進入睡眠方式。至此，CPU不再執行任何程序，直到CPU被喚醒后才繼續執行。喚醒條件可以是定時中斷、外部I／O中斷，或串行口中斷。下面的PowerManagement代碼為進入睡眠前后和被喚醒后執行的相應操作。SerialReceiveInterrupt代碼為串行口接收到1個字符中斷后進行的相應操作，TimerBInterrupt代碼為定時器B5定時時間到后進行的相應操作。2個中斷程序中，在喚醒CPU之前均將時鐘調整到正常工作時的高速時鐘源上，設置相應的標志，然后再執行喚醒子程序clrLPM3。編譯軟件為IAR embedded workbench 1．26。
3 睡眠時長 如果睡眠是靠串行口中斷來喚醒，則睡眠時長為不定長，什么時候來了中斷，什么時候醒來。所以在此只討論定時器產生中斷來喚醒的情況。 定時器B的控制寄存器的說明如圖2所示。
圖2 定時器B的控制寄存器 CNTLx：計數器長度，00=16位，MSP430定時器B的計數器TBR最大為0xFFFF；01=12位，TBR最大為0x0FFF，10=10位，TBR最大為0x03FF，11=8位，TBR最大為0xFF。 TBSSELx：定時器B的時鐘源選擇，00=TBCLK，01=ACLK，10=SMCLK，11=INCLK。 IDx：定時器B的時鐘源分頻因數，00=不分頻，01=2分頻，10=4分頻，11=8分頻。 MCx：定時器B的計數方式選擇位，00=暫停計數，01=加計數方式，10=連續計數方式，11=加減計數方式。詳細內容請參考MSP430的數據手冊。 前述程序中定時器B的控制字TBCTL=TBSSEL0+ID0+ID1+MC1+TBCLR。定時器B的時鐘源選擇為TBSSEL0，該值在MSP430x14x．h頭文件中的定義為0x0100，即選擇的時鐘源為ACLK(32768hz)。ID0在MSP430x14x．h定義為0x40，ID1在MSP430x14x．h定義為0x80，二者相加為0xC0，即定時器B的時鐘源為8分頻。MC1在MSP430x14x．h定義為0x20，即定時器B采用連續計數方式。 以上時鐘選擇了ACLK為32 768，再進行8分頻，等于4 096，則定時器B的時鐘最終運行頻率為4 096 Hz，每計1個數所需時間為(1／4 096)S。又由于前面把定時器B5的計數值設為TBR-10=0xFFFF-10=0xFFF0=65 536-10=65 526，則計滿65 526數需要的時間為65 526×(1／4 096)s=15．997 s≈16 s。因此，用定時器定時到產生中斷作為喚醒源，最大睡眠時間不超過16 S。如果任務不需要這么快執行一次，可以每次醒來后先不去執行任務，而是給1個計數變量加1，然后繼續進入睡眠狀態，直到計數變量等于想要的時長后再執行。 結語 MSP430是一款非常好的低功耗單片機，用好它的省電功能，可以大大延長電池的壽命。因此該產品被廣泛地應用于電池供電的工控產品中。本文的代碼都是實際應用中的程序代碼，經過了實際的檢驗。 作者：中國國土資源經濟研究院 侯志成 來源：單片機與嵌入式系統應用 2009 (4) |
