MSP430 G2553 低功耗模式LPMx

MSP430除了正常運行時的active模式外，還支持五種低功耗模式（Low-power mode），分別為LPM0、LPM1、LPM2、LPM3、LPM4，由狀態寄存器中的CPUOFF、OSCOFF、SCG0、SCG1比特位設置。

六種模式對應的時鍾狀態為：

其中，LPM3、LPM4比較常用，對低功耗的貢獻也最大。LPM3模式關閉了DCO、CPU，從而MCLK、SMCLK無法工作，ACLK（來源為LFXT1或VLO）可以正常工作並用於系統的定時喚醒。LPM4模式下所有內部時鍾信號都關閉，系統只能由外部中斷喚醒。幾種模式的功耗情況大致如下圖所示：

io430g2553.h頭文件中已經宏定義好了幾種模式的實現語句：

#define LPM0      __bis_SR_register(LPM0_bits)     /* Enter Low Power Mode 0 */
#define LPM0_EXIT __bic_SR_register_on_exit(LPM0_bits) /* Exit Low Power Mode 0 */
#define LPM1      __bis_SR_register(LPM1_bits)     /* Enter Low Power Mode 1 */
#define LPM1_EXIT __bic_SR_register_on_exit(LPM1_bits) /* Exit Low Power Mode 1 */
#define LPM2      __bis_SR_register(LPM2_bits)     /* Enter Low Power Mode 2 */
#define LPM2_EXIT __bic_SR_register_on_exit(LPM2_bits) /* Exit Low Power Mode 2 */
#define LPM3      __bis_SR_register(LPM3_bits)     /* Enter Low Power Mode 3 */
#define LPM3_EXIT __bic_SR_register_on_exit(LPM3_bits) /* Exit Low Power Mode 3 */
#define LPM4      __bis_SR_register(LPM4_bits)     /* Enter Low Power Mode 4 */
#define LPM4_EXIT __bic_SR_register_on_exit(LPM4_bits) /* Exit Low Power Mode 4 */

示例

利用MSP430G2553 Timer0_A，產生頻率為1Hz的方波，驅動LED進行顯示。系統除了中斷處理外，其余時間都處於LPM3模式。LPM3下時鍾源只能使用ACLK，而ACLK的來源為LFXT1或VLO。G2 Launchpad隨板提供了一個32.768k的晶體，若使用LFXT1，則需要將該晶體焊接到板子上。此例子中VLO作為ACLK的時鍾源。

VLO的主要問題是不夠精准。從MSP430G2553手冊可以看出，VLO頻率范圍為4kHz~20kHz，且受溫度、供電電壓影響較大。

雖然手冊給出的VLO典型值為12kHz，以下程序實測方波頻率為約0.84~0.85kHz，即實際VLO的頻率為約10kHz。

#include "io430.h"

#define LED1 BIT0 //red
#define LED2 BIT6 //green

void main(void)
{
  // Stop watchdog timer to prevent time out reset
  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
  
  P1OUT = LED1;
  P1DIR |= LED1+LED2;
  
  BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; //Running at 1MHz
  DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
  
  BCSCTL3 |= LFXT1S_2; //ACLK source: VLO; VLO typical freq = 12kHz
  BCSCTL1 |= DIVA_2; //ACLK = VLO divided by 4: typical 3kHz
  
  TA0CCR0 = 1500 - 1;//overflow freq = 3000/(TACCR0+1) = 2Hz (500ms) 
  TA0CCTL0 = CCIE; //enable interrupt
  TA0CTL = TASSEL_1 + MC_1 +TACLR; //ACLK, no divide, up mode ,clear timer
  //the actual overflow period measured: 585~595ms -> VLO freq is ~10k
  //so the VLO is not very accurate.
  
  __enable_interrupt();
  LPM3; //enter the low-power mode 3
  
}

//ISR
#pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void CCR0_ISR(void)
{
    //TA0CCR0 flag clearing is automatic
    P1OUT ^= LED1 + LED2;
}