LPC1100 系列_6.低功耗设计

6. 低功耗设计

低功耗设计是单片机应用中的一个关键方面，特别是在电池供电的设备中。NXP 系列的 LPC1100 系列单片机基于 ARM Cortex-M0 内核，提供了多种低功耗模式和功能，以帮助开发者优化功耗。本节将详细介绍 LPC1100 系列单片机的低功耗设计原理和具体实现方法，包括睡眠模式、电源管理、时钟配置等。

6.1 睡眠模式

LPC1100 系列单片机提供了多种睡眠模式，以适应不同的功耗需求和应用场合。这些模式包括：

• 深度睡眠模式（Deep Sleep）
• 睡眠模式（Sleep）
• 掉电模式（Power-down）

6.1.1 深度睡眠模式

深度睡眠模式是一种低功耗模式，其中大部分外设和 CPU 都会被关闭，仅保留最基本的时钟和唤醒源。在这种模式下，单片机的功耗非常低，但唤醒时间相对较长。

实现方法

要进入深度睡眠模式，可以使用以下步骤：

1. 配置系统时钟：在进入深度睡眠模式之前，需要确保系统时钟被正确配置，以便在唤醒时能够快速恢复。
2. 配置唤醒源：选择合适的唤醒源，如外部中断、RTC 事件等。
3. 进入深度睡眠模式：通过设置 PMU（Power Management Unit）寄存器，使单片机进入深度睡眠模式。

代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示如何配置并进入深度睡眠模式：

#include "LPC11xx.h"

void configure_wake_up_source(void) {
   
   
    // 配置外部中断作为唤醒源
    LPC_GPIOINT->IO0IntEnF |= (1 << 10);  // 使能 PIO0_10 的下降沿中断
    LPC_SC->EXTINT = 0x04;                // 清除外部中断状态
    LPC_SC->EXTMODE = 0x04;               // 设置为下降沿触发
    LPC_SC->EXTPSEL = 0x04;               // 选择 PIO0_10 作为外部中断引脚
}

void enter_deep_sleep_mode(void) {
   
   
    // 进入深度睡眠模式
    LPC_PMU->PDCTL0 = 0x01;  // 设置 PDCTL0 以进入深度睡眠模式
    __WFI();                // 等待中断唤醒
}

int main(void) {
   
   
    // 初始化 GPIO
    LPC_GPIO->DIR = 0x0000;  // 设置 PIO0_10 为输入
    LPC_GPIO->PIN = 0x0000;  // 清除 PIO0_10 的输出

    // 配置唤醒源
    configure_wake_up_source();

    // 进入深度睡眠模式
    enter_deep_sleep_mode();

    // 唤醒后的处理
    while (1) {
   
   
        // 唤醒后执行的任务
    }
}

6.1.2 睡眠模式

睡眠模式是一种较低功耗的模式，其中 CPU 停止运行，但外设仍然保持运行。在这种模式下，功耗相对较低，但唤醒时间较短。

实现方法

要进入睡眠模式，可以使用以下步骤：

1. 配置外设：确保需要在睡眠模式中继续运行的外设被正确配置。
2. 进入睡眠模式：通过设置 PMU 寄存器，使单片机进入睡眠模式。

代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示如何配置并进入睡眠模式：

#include "LPC11xx.h"

void configure_peripherals(void) {
   
   
    // 配置定时器作为唤醒源
    LPC_TMR16B0->IR = 0x01;              // 清除定时器中断标志
    LPC_TMR16B0->TCR = 0x02;              // 复位定时器
    LPC_TMR16B0->PR = 0x00;               // 设置预分频器
    LPC_TMR16B0->MR0 = 10000;             // 设置匹配寄存器
    LPC_TMR16B0->MCR = 0x03;              // 设置匹配寄存器中断和复位
    LPC_TMR16B0->TCR = 0x01;              // 启动定时器
    NVIC_EnableIRQ(TMR16B0_IRQn);         // 使能定时器中断
}

void enter_sleep_mode(void) {
   
   
    // 进入睡眠模式
    LPC_PMU->PDCTL0 = 0x00;  // 设置 PDCTL0 以进入睡眠模式
    __WFI();                // 等待中断唤醒
}

void TMR16B0_IRQHandler(void) {
   
   
    // 定时器中断处理
    LPC_TMR16B0->IR = 0x01;  // 清除中断标志
    // 执行唤醒后的任务
}

int main(void) {
   
   
    // 初始化定时器
    configure_peripherals();

    // 进入睡眠模式
    enter_sleep_mode();

    // 唤醒后的处理
    while (1) {
   
   
        // 唤醒后执行的任务
    }
}

6.1.3 掉电模式

掉电模式是一种最低功耗的模式，其中所有电源都被关闭，单片机完全停止运行。在这种模式下，功耗达到最低，但唤醒时间最长，且需要重新初始化系统。

实现方法

要进入掉电模式，可以使用以下步骤：

1. 配置唤醒源：选择合适的唤醒源，如外部中断、RTC 事件等。
2. 进入掉电模式：通过设置 PMU 寄存器，使单片机进入掉电模式。

代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示如何配置并进入掉电模式：

#include "LPC11xx.h"

void configure_wake_up_source(void) {
   
   
    // 配置外部中断作为唤醒源
    LPC_GPIOINT->IO0IntEnF |= (1 << 10);  // 使能 PIO0_10 的下降沿中断
    LPC_SC->EXTINT = 0x04;                // 清除外部中断状态
    LPC_SC->EXTMODE = 0x04;               // 设置为下降沿触发
    LPC_SC->EXTPSEL = 0x04;               // 选择 PIO0_10 作为外部中断引脚
}