MSP430低功耗原理及其在海溫測量中的應用解讀

MSP430F4794芯片內部有低溫漂18 ppm，1.2 V的基準電壓，利用其給測溫電橋和SD16_A同時(shí)提供電壓基準，以形成比值測量系統，能夠有效消除測量系統中的漂移誤差。系統方案原理圖如圖3所示。

2.2 系統的低功耗設計

2.2.1 硬件的低功耗設計

系統選用了低功耗的處理器MSP430F4794。MSP430F4794為MSP430的4系列單片機，工作電壓為1.8～3.6 V;當工作電壓為2.2 V，頻率為1 MHz時(shí)，活動(dòng)模式下電流為280μA，待機模式下電流為1.1μA;從待機到喚醒的時(shí)間不超過(guò)6μs。

采用32768 Hz和4 MHz的晶振作為時(shí)鐘輸入，當系統處于溫度采集或通信狀態(tài)時(shí)采用高頻時(shí)鐘來(lái)獲取較高的處理速度，當系統處于待機狀態(tài)時(shí)采用低頻時(shí)鐘來(lái)降低系統功耗。這樣就較好的解決了電池供電的小電流應用系統中工作頻率和功耗之間的矛盾。

選擇低的供電電壓和低功耗的外圍器件來(lái)降低功耗。系統采用CR2032電池供電;使用超低功耗的LDO芯片AS1360進(jìn)行電源管理;選用低功耗的段式液晶顯示器LCD048。

2.2.2 軟件的低功耗設計

在程序設計上充分利用MSP430提供的多種低功耗工作模式。在進(jìn)行溫度采集時(shí)，系統由活動(dòng)模式轉換為L(cháng)PM0工作模式，CPU處于休眠狀態(tài)，讓A/D轉換器獨立工作。在不進(jìn)行溫度采集時(shí)，系統處于待機模式，進(jìn)入LPM3工作模式。當需要工作時(shí)，發(fā)生中斷喚醒CPU，處理完后再進(jìn)入低功耗模式。這樣，系統通常運行在LPM3工作模式下，該模式又被稱(chēng)為休眠模式，它是在保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘活動(dòng)情況下功耗最低的一種工作模式。通過(guò)各種模式之間的靈活轉換，實(shí)現了降低系統功耗的目的。系統進(jìn)行一次溫度采集時(shí)程序的運行狀態(tài)與對應工作模式的轉換如圖4所示。

3 結語(yǔ)

隨著(zhù)便攜式、低功耗智能儀器儀表的迅速發(fā)展，需要有低功耗、高集成度、模擬特性好、處理能力強的微處理器，MSP430系列單片機滿(mǎn)足了這樣的需求。采用MSP430F4794作為微處理器設計的海水溫度采集系統能夠適應空間受限、電池供電的海溫測量工作環(huán)境。測溫系統經(jīng)過(guò)修改，可以獲取海水的鹽度、波浪等其他海洋水文參數，具有推廣應用意義。