MSP430G2553单片机超低功耗的研究与设计

一般地，采用最大化LPM3时间的方式来尽量降低功耗。MSP430系列单片机可快速方便地切换工作模式，通过中断可以在6μs内从低功耗模式中唤醒CPU以控制程序流程，由于CPU的运算处理速度快、退出低功耗时间短，可保证CPU大部分时间处于空闲状态，降低单片机系统的功耗。
2．2 运行状态
运行状态下CMOS数字系统功耗可由公式(1)计算得出：

其中：P动是运行状态下CMOS数字系统功率，C是CMOS的负载电容，f是系统的时钟频率，Vcc是电源电压。
可见，电源电压对系统的功耗影响最大，然后是时钟频率，再就是负载电容。对使用者来说，负载电容一般是不可控的，那么要设计一个低功耗的单片机系统，主要有两个原则：尽可能降低电源电压；尽可能降低时钟频率。其他方法基本都是围绕这两个原则实现。电源电压与时钟频率如图2所示。

2．2．1 电源电压
相同主频下电源电压越高，功耗越高，需要设计合理的供电系统，以及灵活的调整单片机内核电压来降低功耗。AM下Vcc与Icc典型值如表2所列。活动模式(AM)下，MSP430G2553单片机电源电流(Icc)随电源电压(Vcc)变化而变化。

2．2．2 时钟频率
MSP430G2553的时钟系统为电池供电而特别设计。MSP430G2553单片机有不同的时钟源，产生3种可调的时钟频率：低频辅助时钟(ACLK)高频主系统时钟(MCLK)和高频子系统时钟(SMCLK)。根据各个外围模块的实际需要、处理器速度的最高要求以及时钟精度来权衡3个时钟的频率。对于一些低频工作的外设可采用ACLK作为时钟或信号源，而非统一使用MCLK，从而降低功耗；不论对于CPU还是外部设备，应尽量降低运行频率，不影响功能时可设计自动关机。
2．2．3 I／O端口
对普通的I／O口，需要配置成输出模式来避免外部浮动电压的影响。CMOS输入端不能有悬空的引脚，应将所有输入端接适当的电平。