msp430第1章低功耗简介.ppt

第1章 超低功耗单片机 1.1 超低功耗单片机概述 低功耗设计倍受重视。单片机厂商推出自己的低功耗产品。如： Intel公司的80C31系列 Atmel公司的89C51系列 Motorola公司的MC68HC05/MC68HC11系列 Philips公司的51LPC系列 Microchip公司的PIC系列等。 　　普通单片机的工作电压一般是4.5～5 V  低功耗单片机的电压工作范围拓展到3～6 V，工作电流下降，具有等待和休眠方式。在休眠方式下，电流可以降到微安级，如： MCS-51系列的80C51B/87C51在正常工作(5 V，12 MHz)时，工作电流为16 mA，等待方式工作电流为3.7 mA，而在休眠(2 V)时，工作电流仅有50 μA。 Microchip的PIC16C5X系列单片机工作电压为3.5～6 V，运行时工作电流小于2 mA，待机时功耗电流小于10 μA。 现代电子技术的发展，系统的功耗进一步降低，超低功耗单片机，如： TI公司的MSP430系列16位单片机 EM公司的低功耗8位FLASH单片机EM6812等。 超低功耗单片机耗电非常小，工作电流比低功耗单片机有了进一步的下降，从毫安级降到了微安级；并能在低电压下工作；采用多种节能工作模式，可以在较低频率下工作。比如EM公司的EM6812系列单片机可以在2～5V电压下工作，工作频率最低可以为32 kHz，工作电流为0.16～120 μA；而TI公司的MSP430X44X的工作电压可以降到1.8 V，在LPM3方式下，振荡器处于32 kHz，工作电流只有0.1～280 μA。 1.1.2 超低功耗单片机的特点　　超低功耗单片机除具有普通单片机的特点，如工作稳定、成本低、易于产品化、实现了控制电路的超小型化以及RAM、ROM、I/O接口、串行口、A/D等资源齐全的显著优点外，还有电压低、功耗小以及可以低频率运行等一些优点，适用于机电一体化设备、智能化仪器仪表以及现代家用电器的控制核心，如电脑控制的洗衣机、录像机等。 1.2 超低功耗单片机系统的设计原则 　　在超低功耗方面，MSP430能够实现在1.8～3.6 V电压和1 MHz的时钟条件下运行，耗电电流(0.1～400 μA之间)因不同的工作模式而不同，如在液晶显示的条件下，其耗电只有0.8 μA。MSP430在应用中的典型情况有：在4 kHz，2.2 V条件下工作消耗电流为2.5 μA；在1 MHz，2.2 V条件下工作消耗电流为280 μA；在只有RAM数据保持的低功耗模式下工作消耗电流只有0.1 μA。在运算速度方面，MSP430系列单片机能在8 MHz晶体的驱动下实现125 ns的指令周期。16位的数据宽度以及采用多功能的硬件乘法器(能实现乘加)，能实现数字信号处理的某些算法，如FFT等。 　　2. EM单片机　　EM公司推出的超低功耗单片机有EM6812、EM6603、EM6621、EM6680、EM6617、EM6540、EM6682等一系列品种。如8位的超低功耗单片机EM6812，主要在以电池供电并长时间工作的产品中应用，内置的掉电检测和电源检测功能可确保设备工作在低电压环境。EM6812采用的是RISC内核结构，执行每条指令只需2个时钟周期。在使用5 MHz晶振时，EM6812能达到2.5 MIPS的速度，并能达到2200MIPS/W，同时内部集成了看门狗、8×8 bit硬件乘法器、16个独立可编程双向I/O口、6个大电流输出端口(可达到20 mA)、SPI接口(软件可编程串口)、16个内部寄存器、4级堆栈等。 　　3. Motorola单片机　　Motorola是世界上较大的单片机生产商之一，其单片机具有品种全、选择余地大、新产品多的特点。它在低功耗的8位单片机中有68HC05和68HC08系列，16位机有68HC16等十多个品种，32位机有683XX系列。 　　4 . Epson单片机　　Epson单片机以低电压、低功耗和内置LCD驱动器为特点，具有较高的性价比。其低功耗产品包括4位、8位单片机。以E0C6240点阵LCD显示单片机为例，该机工作电压为2.2～5.5 V，工作时电流为80～1000 ?A，而等待时电流仅为2～2.5 ?A，功耗极低。 　　5. MICROCHIP单片机　　其8位和16位PIC单片机系列具有高性能、低成本和封装体积小等特点。8位PIC单片机采用RISC内核，其架构使用户无需改变代码或只需改变少量代码，即可轻松地在6引脚至100引脚的各种封装形式的单片机系列之间移植。产品的高级特征包括：精密的定时外设