基于MSP430的极低功耗系统设计

基于MSP430的极低功耗系统设计

基于MSP430的极低功耗系统设计
摘要：MSP430是TI公司出品的一款强大的16位单片机，其显著特点是具有极低的功耗。
本文对构造以MSP430为基础极低功耗系统作为有益的探讨，对于设计各种便携式设备都
具有较高的参考价值。
    关键词：极低功耗系统 MSP430 低功耗管理
1 影响系统功耗的主要因素
对于一个数字系统而言，其功耗大致满足以下公式：P=CV2f，其中C为系统的负载电
容，V为电源电压，f为系统工作频率。由此可见，功耗与电源电压的平方成正比，因此
电源电压对系统的功耗影响最大，其次是工作频率，再就是负载电容。负载电容对设计
人员而言，一般是不可控的，因此设计一个低功耗系统，应该考虑到不影响系统性能前
提下，尽可能地降低电源的电压和使用低频率的时钟。下面对TI公司新出MSP430来具体
探讨这个问题。
2 基于MSP430极低功耗系统的设计
MSP430具有工业级16位RISC，其I/O和CPU可以运行在不的时钟下。CPU功耗可以通过
开关状态寄存器的控制位来控制：正常运行时电流160μA,备用时为0.1μA，功耗低，
为设计低功耗系统提供了有利的条件。
图1是我们设计的以MSP430为CPU的“精密温度测试仪”（下面简称测试仪）。该产品使
用电池供电，体积小巧，携带方便。
（1）电源电压
在使用时应该尽可能地选择最低的电源电压。对于MSP430而言，可用的最低电压是很
低的，最低可达1.8V。我们使用TI公司推荐使用的3V。通常的电源只提供5V电压，因此
，需要将5V电压由一个3V的稳压管降压后给CPU供电，也可以直接锂电池供电。3V不是标
准的TTL电平，因此，在使用时需要用接口电路使CPU的非TTL标准电平能与TTL标准电平
的器件连接。这些接口电路应该也是低功耗的，否则会造成一方面使用低电压降低了功
耗，另一个方