我最早接觸MSP430時候，看到書的第一頁就是一張水果電池的圖片，一直以來想做一個低功耗的可以水果電池供電的系統，畢業之后的下半年選擇MSP430F413單片機來畫了一個低功耗的板子，一直沒有調試成功，液晶顯示太暗幾乎看不到，最近又拿出來調試，更換偏壓電阻，最終更換液晶后才可以正常顯示，先看下最終效果：
最終效果
電路圖：
調試過程
最初調試時，先准備好蘋果一個，電池正負極（銅鋅），程序是顯示一個數字，效果如下：
突發奇想，用自來水試了一下，效果也是杠杠的（程序中間修改過，這是顯示較多的液晶段）：
時鍾調試效果（這里電池沒有接入電路，調試時所用，當時沒有拿下來，用跳線帽接到水果供電的電路上）：
剛剛調試時，萬用表測試水果電池電壓接近0.9V，短路電流25-30uA，接上電路僅顯示數字7的時候，電流12uA，4節水果電池電壓從3.4降到2.6V；水（普通自來水，每個地方水中含有離子數量不一樣，獲得電壓電流都有區別）每節電池0.8V，短路電流接近40uA。
程序換為時鍾時，水果電池3.4V降到2.2V，大約維1個多小時，液晶完全沒有顯示，電極片換個位置重新插一下，時鍾可以繼續運行，測試電壓和新做水果電池一樣，蘋果都要變干的時候，電壓低一些，液晶明顯變暗。
后來，電路中提供液晶偏壓電壓的電阻有330K改為1M后，系統電流降到大約10uA，水果電池大約可以維持3-4小時，用水做的電池可以維持24小時以上
功耗分析
這個低功耗的電路還有優化空間，單片機的不用的引腳可以再做優化，現有線路中有一般的液晶段引腳沒有使用，卻也提供的驅動波形，這里相對現有系統應當是浪費電流最大的一部分；另外一個優化空間是4個按鍵的上拉電阻太小，10K，3V的時候，按鍵按下瞬間，電流可以達到300uA，用水果電池的時候，按鍵功能不能使用，現在調試的時候，都是先拿CR2302供電，調節好時間后，再用水果(水)電池供電。
進一步優化功耗后，電流應當可以降到5uA以下。
程序
按鍵程序繼續使用之前程序庫中的按鍵程序；
RTC計時使用TI的RTC軟件庫
段碼液晶的程序由程序庫中的數碼管程序移植而來：
#include <msp430x41x.h>
#include "segment_lcd_btl006.h"
/*宏定義，數碼管a-h各段對應的比特，更換硬件只用改動以下8行*/
#define a 0x01 // AAAA
#define b 0x02 // F B
#define c 0x04 // F B
#define d 0x80 // GGGG
#define e 0x40 // E C
#define f 0x10 // E C
#define g 0x20 // DDDD HH
#define h 0x08 //小數點
/*用宏定義自動生成段碼表，很好的寫法，值得學習*/
/*更換硬件無需重寫段碼表*/
const char tab[] = {
a + b + c + d + e + f, // Displays "0"
b + c, // Displays "1"
a + b + d + e + g, // Displays "2"
a + b + c + d + g, // Displays "3"
b + c + f + g, // Displays "4"
a + c + d + f +g, // Displays "5"
a + c + d + e + f + g, // Displays "6"
a + b + c, // Displays "7"
a + b + c + d + e + f + g, // Displays "8"
a + b + c + d + f + g, // Displays "9"
a + b + c + e + f + g, // Displays "A"
c + d + e + f + g, // Displays "B"
a + d + e + f, // Displays "C"
b + c + d + e + g, // Displays "D"
a + d + e + f + g, // Displays "E"
a + e + f + g, // Displays "F"
a + c + d + e + f, // Displays "G"
b + c + e + f + g, // Displays "H"
e + f, // Displays "I"
b + c + d + e, // Displays "J"
b + d + e + f + g, // Displays "K"
d + e + f, // Displays "L"
a + c + e + g, // Displays "M"
a + b + c + e + f, // Displays "N"
c + e + g, // Displays "n"
c + d + e + g, // Displays "o"
a + b + c + d + e + f, // Displays "O"
a + b + e + f + g, // Displays "P"
a + b + c + f + g, // Displays "Q"
e + g, // Displays "r"
a + c + d + f +g, // Displays "S"
d + e + f + g, // Displays "t"
a + e + f , // Displays "T"
b + c + d + e + f, // Displays "U"
c + d + e, // Displays "v"
b + d + f + g, // Displays "W"
b + c + d + f + g, // Displays "Y"
a + b + d + e + g, // Displays "Z"
g, // Displays "-"
h, // Displays "."
0 // Displays " "
};
#undef a
#undef b
#undef c
#undef d
#undef e
#undef f
#undef g
void lcd_init()
{
// Initialize LCD
LCDCTL = LCDP1+LCDP0+LCD4MUX+LCDON; // 4-Mux LCD, segments S0-S23
BTCTL = BTFRFQ1; // Set freqLCD = ACLK/128
P5SEL = 0xFC; // Set Rxx and COM pins for LCD
// Clear LCD memory to clear display
for (int i=0; i<12; i++)
{
LCDMEM[i] = 0x00;
}
}
void lcd_clear()
{
for (int i=0; i<12; i++)
{
LCDMEM[i] = 0x00;
}
}
//不影響小數點或者冒號
void lcd_display_char(char ch,char addr)
{
addr = addr*2+2;
LCDMEM[addr] = ((tab[ch]&0x0f)<<4)|(LCDMEM[addr]&0x80);
LCDMEM[addr+1] = (tab[ch]&0xf0);//|(LCDMEM[addr+1]&0x80)
}
計時程序，每隔1s中斷運行一次，計時則秒增1，設置則顯示對應設置界面：
#include <msp430x41x.h>
#include "RTC_Calendar.h"
#include "RTC_TA.h"
#include "segment_lcd_btl006.h"
#include "time.h"
char state = 0; //1-6:年月日 時分秒
void time_init()
{
lcd_init();
setDate(2015,9,13);
setTime( 0, 0, 0, 1); // initialize time to 12:00:00 AM
TACCR0 = 32768-1;
TACTL = TASSEL_1+MC_1; // ACLK, upmode
TACCTL0 |= CCIE; // enable TA0CCRO interrupt
}
//兩位時間顯示，格式十六進制高地位 地址0低位，1高位
void time_display(char time,char addr)
{
addr = addr*2;
lcd_display_char(time>>4,addr+1);
lcd_display_char((time&0x0f),addr);
}
//4位時間顯示，year，格式十六進制各個位
void year_display(int year)
{
lcd_display_char(year>>12,3);
lcd_display_char((year>>8)&0x0f,2);
lcd_display_char((year>>4)&0x0f,1);
lcd_display_char((year)&0x0f,0);
}
//計時標志，冒號閃爍
void tick()
{
LCDMEM[1]&=~0X80;
LCDMEM[2]^=0x80;
time_display(get24Hour(),1);
time_display(TI_minute,0);
}
void setting()
{
LCDMEM[1]=0X80;
switch(state)
{
case 1:
year_display(TI_year);
break;
case 2:
time_display(TI_month==9?TI_month+7:TI_month+1,1);
break;
case 3:
time_display(TI_day,0);
break;
case 4:
time_display(get24Hour(),1);
LCDMEM[2]|=0x80;
break;
case 5:
time_display(TI_minute,0);
LCDMEM[2]|=0x80;
break;
case 6:
time_display(TI_second,0);
LCDMEM[2]|=0x80;
break;
default:
state = 0;
break;
}
}
// Timer A0 interrupt service routine
#pragma vector=TIMERA0_VECTOR
__interrupt void Timer_A (void)
{
incrementSeconds();
if(state == 0)
{
tick();
}
else
{
setting();
}
__bic_SR_register_on_exit(LPM3_bits);
}
主函數，根據按鍵更改操作狀態，並且設置時間值：
#include <msp430x41x.h>
#include "RTC_Calendar.h"
#include "RTC_TA.h"
#include "segment_lcd_btl006.h"
#include "time.h"
#include "key.h"
int main( void )
{
// Stop watchdog timer to prevent time out reset
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
FLL_CTL0 |= XCAP14PF; // Configure load caps
time_init();
KeyInit();
__bis_SR_register(GIE);
while(1)
{
__bis_SR_register(LPM3_bits); // enter LPM3, clock will be updated
char key = ReadKey();
if(key=='0'&&state==1)
{
setDate(2015,TI_month>9?TI_month-5:TI_month+1,(TI_day>>4)*10+(TI_day&0x0f));
}
if(key=='1')
{
if(++state == 7)
{
state = 0;
}
}
if(key=='2')
{
switch(state)
{
case 1:
incrementYears();
break;
case 2:
incrementMonths();
break;
case 3:
incrementDays();
break;
case 4:
incrementHours();
break;
case 5:
incrementMinutes();
break;
case 6:
incrementSeconds();
break;
default:
state = 0;
break;
}
}
if(state!=0)
{
lcd_clear();
setting();
}
else
{
tick();
}
}
return 0;
}
最新運行效果
上午剛剛拍的，昨天（2015-10-02）晚上，發覺液晶有些暗，水里面加了一些鹽，顯示效果更好一些，運行時間應該也會更久：
