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51单片机低功耗模式

发布时间:2024-10-12 02:42:06

单片机问题。msp430g2 和51单片机有哪些区别求详细一点。

MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低
功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
相对51
MSP430系列单片机是一个16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
运算速度快

MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下,实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加运算)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如 FFT 等)。
超低功耗

MSP430 单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
首先,MSP430 系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V 电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时,芯片的电流最低会在165μA左右,RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1μA。
其次,独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统:基本时钟系统、锁频环(FLL 和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器(32768Hz),也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下,打开和关闭,从而实现对总体功耗的控制。
由于系统运行时开启的功能模块不同,即采用不同的工作模式,芯片的功耗有着显着的不同。在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0~LPM4)。在实时时钟模式下,可达2.5μA ,在RAM 保持模式下,最低可达0.1μA 。
片内资源丰富

MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器A、定时器A0(Timer_A0)、定时器A1(Timer_A1)、定时器B0(Timer_B0)、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-Δ ADC、DMA、I/O端口、基本定时器(Basic Timer)、实时时钟(RTC)和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中,看门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压的比较,配合定时器,可设计出A/D 转换器;16 位定时器(Timer_A 和 Timer_B)具有捕获/比较功能,大量的捕获/比较寄存器,可用于事件计数、时序发生、 PWM 等;有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用;具有较多的 I/O 端口,P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿迅茄磨或下降沿的中断输入;10/12位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率,最高可达200kbps ,能够满足大多数数据采集应用;能直接驱动液晶多达 160 段;实现两路的 12 位 D/A 转换;硬件I2C串行总线接口实现存储纳饥器串行扩展;以及为了增加数据传输速度,而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
另外,MSP430 系列单片亩斗机的中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时,中断唤醒只需5μs。
方便高效的开发环境

MSP430 系列有 OTP 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件,这些器件的开发手段不同。对于 OTP 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片;对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境,因为器件片内有 JTAG 调试接口,还有可电擦写的 FLASH 存储器,因此采用先下载程序到 FLASH 内,再在器件内通过软件控制程序的运行,由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器,而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。[4]
编辑本段MSP430单片机家族MSP430x1xx系列

基于闪存或 ROM 的超低功耗 MCU,提供 8MIPS,工作电压为 1.8V - 3.6V,具有高达 60KB 的闪存和各种高性能模拟及智能数字外设。
超低功耗低至:
0.1μA RAM 保持模式 0.7μA 实时时钟模式 200μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之内快速从待机模式唤醒
器件参数:
闪存选项:1KB – 60KB ROM 选项:1KB – 16KB RAM 选项:512B – 10KB GPIO 选项:14、22、48 引脚 ADC 选项:10 和 12 位斜率 SAR 其它集成外设:模拟比较器、DMA、硬件乘法器、SVS、12 位 DAC[5]
MSP430F2xx系列

基于闪存的超低功耗 MCU,在 1.8V - 3.6V 的工作电压范围内性能高达 16MIPS。包含极低功耗振荡器 (VLO)、内部上拉/下拉电阻和低引脚数选择。
超低功耗低至:
0.1μA RAM 保持模式 0.3μA 待机模式 (VLO) 0.7μA 实时时钟模式 220μA/MIPS 工作模式 在 1μs 之内超快速地从待机模式唤醒
器件参数:
闪存选项:1KB – 120KB RAM 选项:128B – 8KB GPIO 选项:10、16、24、32、48、64 引脚 ADC 选项:10 和 12 位斜率 SAR、16 位 Σ-Δ ADC 其它集成外设:模拟比较器、硬件乘法器、DMA、SVS、12 位 DAC、运算放大器[6]
MSP430C3xx系列

旧款的 ROM 或 OTP 器件系列,工作电压为 2.5V - 5.5V,高达 32KB ROM、4MIPS 和 FLL。
超低功耗低至:
0.1μA RAM 保持模式 0.9μA 实时时钟模式 160μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之内快速从待机模式唤醒
器件参数:
ROM 选项:2KB – 32KB RAM 选项:512B – 1KB GPIO 选项:14、40 引脚 ADC 选项:14 位斜率 SAR 其它集成外设:LCD 控制器、硬件乘法器[7]
MSP430x4xx系列

基于 LCD 闪存或 ROM 的器件系列,提供 8-16MIPS,包含集成 LCD 控制器,工作电压为 1.8V-3.6V,具有 FLL 和 SVS。低功耗测量和医疗应用的理想选择。
超低功耗低至:
0.1μA RAM 保持模式 0.7μA 实时时钟模式 200μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之内快速从待机模式唤醒
器件参数:
闪存/ROM 选项:4kB – 120KB RAM 选项:256B – 8KB GPIO 选项:14、32、48、56、68、72、80 引脚 ADC 选项:10 和 12 位斜率 SAR、16 位 Σ-Δ ADC 其它集成外设:LCD 控制器、模拟比较器、12 位 DAC、DMA、硬件乘法器、运算放大器、USCI 模块[8]
MSP430F5xx系列

新款基于闪存的产品系列,具有最低工作功耗,在 1.8V-3.6V 的工作电压范围内性能高达 25MIPS。包含一个用于优化功耗的创新电源管理模块。
超低功耗低至:
0.1μA RAM 保持模式 2.5μA 实时时钟模式 165μA/MIPS 工作模式 在 5μs 之内快速从待机模式唤醒
器件参数:
闪存选项:高达 256KB RAM 选项:高达 16KB ADC 选项:10 和 12 位 SAR 其它集成外设:USB、模拟比较器、DMA、硬件乘法器、RTC、USCI、12 位 DAC[9]
MSP430G2553

低电源电压范围:1.8v至3.6v。
超低功耗 运行模式: 230μA (在1MHz 频率和2.2V 电压条件下)
待机模式: 0.5μA
关闭模式(RAM 保持): 0.1μA
5 种节能模式
· 用于模拟信号比较功能或者斜率模数(A/D) 转换的片载比较器
· 可在不到1μs 的时间里超快速地从待机模式唤醒
· 16 位精简指令集(RISC) 架构,62.5ns 指令周期时间
· 带内部基准、采样与保持以及自动扫描功能的10位200-ksps 模数(A/D) 转换器
· 基本时钟模块配置
– 具有四种校准频率并高达16MHz 的内部频率· 串行板上编程,
– 内部超低功耗低频(LF) 振荡器无需外部编程电压,
– 32kHz 晶体护
– 外部数字时钟源· 具有两线制(Spy-Bi-Wire) 接口的片上仿真逻辑电路
· 两个16 位Timer_A,分别具有三个捕获/比较寄存路器
· 多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚

⑵ 51单片机最小系统功耗

3.3V。51单片机最小系统功耗3.3V,单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU,一个系统的正常工作离不开电源,单片机常见的电源电压分为5V和低功耗的3.3V。

⑶ mcs-51单片机有哪几种低功耗工作模式简述这几种低功耗工作模式特点及退出该

MCS-51单片机具有三种低功耗工作模式:空闲模式、掉电模式和睡眠模式。


解释如下:


空闲模式是单片机在一种低功耗的工作状态下运行的一种模式。其特点是CPU停止工作,但内部振荡器仍然运行,可以保留寄存器和中断系统的状态。在这种模式下,单片机仍然可以响应外部中断请求,以低功耗的方式处理任务。从正常模式进入空闲模式是通过软件编程实现的,例如执行特殊的指令集或者特定的触发条件,而当需要从空闲模式唤醒时,可通过复位或外部中断来实现。


掉电模式是单片机功耗最低的工作模式。在此模式下,单片机内部振荡器停止工作,CPU处于休眠状态,只有极少部分的电路仍然保持工作状态,如实时时钟和复位电路等。这种模式适用于需要长时间待机或休眠的应用场景。进入掉电模式一般需要通过软件设置相应的寄存器来实现,退出此模式则需要通过外部中断或复位操作唤醒单片机。


睡眠模式是一种介于正常工作和低功耗模式之间的状态。在此模式下,单片机的CPU可以暂时停止执行代码,而部分功能仍正常工作,例如定时器/计数器、中断系统等。这种模式下,单片机的功耗会大幅度降低,尤其适用于那些不需要CPU频繁参与运算但要求保持一定实时性的应用场景。进入睡眠模式通常由软件控制触发条件,例如特定寄存器的配置等。退出睡眠模式可以通过外部中断或者定时器唤醒CPU来实现。


总结来说,MCS-51单片机的这三种低功耗工作模式都是为了满足不同应用场景下的低功耗需求而设计的。开发者可以根据实际应用情况选择合适的低功耗工作模式来延长系统的电池寿命或满足特定的节能需求。

⑷ 51单片机如何实现掉电和低功耗运行方式如何退出

掉电运行方式没有什么好说的,
低功耗模式可以使用外部或者定时中断退出,也可以使用失电退出。

⑸ mcs-51系列单片机有那些低功耗方式如何设置一般在什么情况下使用

没啥用,待机模式式工作电流没有明显下降,掉电保护模式又不能唤醒
进入待机模式的方法是PCON的IDL位置1,进入掉电保护模式的方法是PCON的PD位置1注意,PCON寄存器不可位寻址

⑹ 有用STC51的单片机做低功耗,电池供电的吗

STC51的单片机做低功耗,可以用电池供电,具体看要实现 什么样的功能,如果不需要计时(就是在空闲时可以关闭定时器中断,用I/O口电平变化 触发唤醒)就可以,STC系列单片机 在掉电模式/停机模式 <1uA 电流 。

⑺ 请帮忙推荐几款低功耗的51单片机

51系列单片机中功耗较低的你可以选择STC8系列单片机。

⑻ MCS51单片机与89C51单片机的区别

一、工艺不同

1、MCS51单片机:集中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、各种输入输出端口、中断系统、定时器/定时器等功能于一体的小型完善的计算机系统。

2、89C51单片机:一种低电压、高性能的CMOS8位微处理器,配有4K字节闪存可编程可擦除只读存储器。

二、性能不同

1、MCS51单片机:8051是4KBROM,8751是4KBEPROM,8031片上没有程序存储,8951是4KBEPROM。其他性能结构相同,包括片内128B内存、2个16位定时器/计数器和5个中断源。

2、89C51单片机:可编程串行通道、低功耗空闲和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。

三、配件不同

89C51还多了一个定时器,所以可以说89C51是MCS51的增强型。

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