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。