微控制器省電方法介紹

新唐科技的NUC1xx包含NUC101、NUC100、NUC120、NUC130和NUC140，是以ARM Cortex-M0為核心的32位微控制器(MCU)，經(jīng)由不同時(shí)鐘的設(shè)定，最高可以達(dá)到50MHz的運(yùn)作頻率。然而在一般簡(jiǎn)單控制或系統(tǒng)負(fù)載較低時(shí)，CPU并不需要執(zhí)行在最高的運(yùn)行時(shí)鐘下即可應(yīng)付所需要的計(jì)算量。這時(shí)候，便可以利用系統(tǒng)時(shí)鐘的控制來降低時(shí)鐘，以達(dá)到省電的目的。

另一種情況是CPU因?yàn)榈却乱粋€(gè)工作或只需要久久工作一次時(shí)，就可以先將CPU進(jìn)入Idle或Power Down模式，等到一定的時(shí)間之后或是有特定的事件發(fā)生時(shí)，才被喚醒過來進(jìn)行相關(guān)事件的處理。同時(shí)，如果系統(tǒng)內(nèi)沒有用到的系統(tǒng)模塊，也可以將其關(guān)閉以節(jié)省不必要的耗電。本文介紹各種不同的省電方法的原理，并提供相關(guān)的范例說明。

開關(guān)系統(tǒng)模塊

在新唐科技NUC1xx中，為了省電的需求，當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)模塊不使用時(shí)，可以將其輸入時(shí)鐘關(guān)閉，使其進(jìn)入關(guān)閉的模式，依此來達(dá)到省電的效果。在NUC1xx中，幾乎所有的系統(tǒng)模塊都可以各別被關(guān)閉，這些模塊包括：Watch Dog Timer、RTC、Timer0~3、I2C0~1、SPI0~3、UART0~2、PWM0~7、CAN、USB、ADC、ACMP、PS2、PDMA、 Flash ISP。不過，并非每顆芯片都包含了所有模塊功能，例如CAN模塊只在NUC130和NUC140才有此功能，詳細(xì)說明請(qǐng)參考各芯片的相關(guān)文件。

各模塊的相關(guān)耗電如表1所示。

新唐科技NUC1xx藉由關(guān)閉各模塊時(shí)鐘的方式來達(dá)到關(guān)閉各模塊的目的，所以要關(guān)閉模塊就必須設(shè)定相關(guān)的時(shí)鐘控制緩存器。NUX1xx提供AHBCLK Register與APBCLK Register，來控制上文所列出各模塊的開關(guān)。

系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)定

新唐科技NUC1xx本身的耗電量和它的運(yùn)行時(shí)鐘有很大關(guān)系。如果運(yùn)行的時(shí)鐘高，則耗電高，反之則比較省電，但同時(shí)CPU就可能無法負(fù)荷大量的運(yùn)算。因此，如果要同時(shí)兼顧大量運(yùn)算跟省電，就必須能夠根據(jù)實(shí)際上的需求來調(diào)整CPU的工作時(shí)鐘，以求達(dá)到最佳的運(yùn)作效率。

NUC1xx內(nèi)建了PLL，能使用外部12MHz的晶振或是內(nèi)部22M振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)所需的時(shí)鐘，由PLL所產(chǎn)生的時(shí)鐘再經(jīng)過適當(dāng)除頻，即可作為CPU的工作頻率。另外NUC1xx也提供經(jīng)由外部32KHz的晶振或是內(nèi)部10KHz 振蕩器直接供給作為CPU工作頻率的方式。因此，NUC1xx對(duì)于工作時(shí)鐘的設(shè)定，提供了很大的靈活性。