經(jīng)典MCU探究：MSP430關(guān)鍵硬件電路設計要訣

眾所周知，MSP430以其超低功耗而著(zhù)稱(chēng)。但是很多用戶(hù)反應，在實(shí)際應用中，測量MSP430的功耗時(shí)，測量結果和MSP430數據手冊相差甚遠。其實(shí)這里主要涉及到兩方面的內容：

　　1. 如何使用MSP430合理的設計硬件和軟件，使整個(gè)應用最大限度的達到低功耗？

　　2. 如何測量MSP430的功耗？

　　就如何測量MSP430功耗，我來(lái)分享一下我個(gè)人的經(jīng)驗。

　　一、未使用的GPIO的處理

　　為了使MSP430最大限度的達到低功耗，對于MSP430未使用的GPIO而言，應該將其設置為輸出；或者是設置為輸入，但是將管腳的電平固定，可以通過(guò)外部電路將管腳連接至Vcc或者GND，也可使能內部上下拉電阻，將管腳電平固定。

　　對于MSP430而言，大部分情況下，測量到的功耗與datasheet不符均是由對MSP430未使用的GPIO處理不當引起的。默認情況下，MSP430的GPIO是作為輸入的，其等效電路如下圖所示，為推挽模式：

　　當GPIO管腳配置為輸入管腳且外部電平處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)（0《Vin《Vcc），那么內部的MOSFETs管的導通電流本身就處于一個(gè)不穩定的值，會(huì )導致整體功耗的升高，示意圖見(jiàn)上圖右半邊。另外過(guò)高或過(guò)低的溫度更會(huì )加劇這種不穩定，且當供電電壓升高時(shí)，本身MOSFETs管的導通電流也會(huì )變大。故在高壓和低溫雙重作用下，就會(huì )出現功耗攀升現象。

　　二、前提條件的確定

　　MSP430數據手冊各種模式下功耗的提供，均注明了相關(guān)的前提條件的，具體包括：測量溫度，供電電壓，系統時(shí)鐘的時(shí)鐘源，系統時(shí)鐘的大小，CPU主頻，MSP430工作模式以及active的模塊（例如Brownout： BOR， WDT）等。故要驗證MSP430在特定模式下的功耗時(shí)，一定要注意這些前提條件。

　　如果要與別家的MCU比較功耗時(shí)，切記一定要在相同的前提條件下比較才有意義。而MSP430的BOR功能在7種LPM mode下均是打開(kāi)的，且幾乎是零功耗的。

　　三、測量MSP430處于LPM4/LPM3 mode下的功耗

　　為了更準確的測量整個(gè)用戶(hù)應用的功耗并且使得最大限度的降低整個(gè)應用的功耗，建議先對MSP430處于LPM4/LPM3模式下時(shí)，板子的整體功耗進(jìn)行測量。在LPM4，LPM3模式下，將MSP430功耗與數據手冊調至一致后，在此基礎上，再進(jìn)行其他情況下功耗的測量。

　　1.低功耗測試程序的編寫(xiě)

　　a. LPM4 低功耗測試程序編寫(xiě)

　　LPM4低功耗測試程序的編寫(xiě)，建議參考Wolverine MSP430FR5969 LPM4 code example，如下圖所示，注意事項主要有：當作為輸入時(shí)，將GPIO狀態(tài)固定， 不讓其受外部浮動(dòng)電平的影響。示例中，GPIO設置為輸入，但是使能其內部下拉