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- Acionamento de Motor de Passo com MSP430
- MSP430 - Modos de Low-Power
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Continuando com a série de artigos sobre MSP430, neste iremos abordar uma das principais características desta família de microcontroladores, que são seus modos de baixo consumo (Ultra Low-Power). Os modos Low-Power são recursos que os microcontroladores possuem para economizar energia. Quando o microcontrolador entra neste modo de operação alguns dos seus periféricos são desligados, e para o mesmo sair deste modo é necessário que aconteça algum tipo de evento. Esses eventos podem ser uma interrupção por hardware ou por software.
Modos de operação no MSP430
O MSP430G2452 é o microcontrolador que estou utilizando em minha LaunchPad MSP-EXP430G2, possuindo seis modos Low-Power de acordo com o datasheet:
- Modo Ativo: Com todos os periféricos ativos;
- Modo Low-Power 0 (LPM0): CPU (Central Processing Unit) desligada. ACLK (Auxiliary Clock) e SMCLK (Sub-Main Clock) permanecem ativos, MCLK (Main Clock) fica desativado;
- Modo Low-Power 1 (LPM1): CPU (Central Processing Unit) desligada. ACLK (Auxiliary Clock) e SMCLK (Sub-Main Clock) permanecem ativos, MCLK (Main Clock) fica desativado. DCO (Digitally Controlled Oscillator) desativado;
- Modo Low-Power 2 (LPM2): CPU (Central Processing Unit) desligada. MCLK (Main Clock) e SMCLK (Sub-Main Clock) desativados. DCO (Digitally Controlled Oscillator) permanece ativo. ACLK (Auxiliary Clock) Ativo;
- Modo Low-Power 3 (LPM3): CPU (Central Processing Unit) desativado. MCLK (Main Clock) e SMCLK (Sub-Main Clock) desativados. DCO (Digitally Controlled Oscillator) desativado. ACLK (Auxiliary Clock) Ativo;
- Modo Low-Power 4 (LPM4): CPU (Central Processing Unit) desativado. ACLK (Auxiliary Clock) desativado. MCLK (Main Clock) e SMCLK (Sub-Main Clock) desativados. DCO (Digitally Controlled Oscillator) desativado. Cristal Oscilador Desativado.
Na tabela abaixo, é apresentado o consumo de energia para cada um dos modos de operação do MSP430G2452.
Tabela 1 - Tabela de consumo de cada modo Low-Power.
Como podemos notar na tabela acima, o MSP430 possui valores de corrente na ordem de micro Ampere em modo Low-Power. O artifício que essa família de microcontroladores possui para atingir valores tão pequenos no consumo de energia é a existência de diferentes sinais de Clock (ACLK, SMCLK, MCLK) para fornecer aos seus periféricos. Isso permite que alguns periféricos sejam desligados conforme o modo low-power que foi habilitado, proporcionando assim uma grande economia da energia consumida pelo microcontrolador. Na figura 1 é mostrado o diagrama de blocos funcional do MSP430G2452 e os sinais de Clock citados acima.
Ativando o Modo Low-Power
Os modos de baixo consumo são habilitados via software. É feito através do bits localizados no registrador especial R2. Para ativar basta utilizar a função “__bic_SR_register()” acompanhada por um parâmetro que indica o modo de Low-Power que deseja ser executado. Exemplo:
1 | __bis_SR_register(LPM4_bits); // Entra no módulo LPM4 |
A própria biblioteca do microcontrolador (“io430g2452.h” para o IAR Embedded Workbench IDE e “msp430g2452.h” para Code Composer Studio) já possui as definições da macros para habilitar e desabilitar os modos de baixo consumo.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 | /*------------------------------------------------------------------------------- * Status register bits *------------------------------------------------------------------------------*/ #define C (0x0001) #define Z (0x0002) #define N (0x0004) #define V (0x0100) #define GIE (0x0008) #define CPUOFF (0x0010) #define OSCOFF (0x0020) #define SCG0 (0x0040) #define SCG1 (0x0080) /* Low Power Modes coded with Bits 4-7 in SR */ #define LPM0_bits (CPUOFF) #define LPM1_bits (SCG0+CPUOFF) #define LPM2_bits (SCG1+CPUOFF) #define LPM3_bits (SCG1+SCG0+CPUOFF) #define LPM4_bits (SCG1+SCG0+OSCOFF+CPUOFF) #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 */ /*-------------------------------------------------------------------------------*/ |
A seguir um exemplo de código fonte onde é habilitado o modo Low-Power. Neste exemplo é configurado o modo Low-Power 4, o pino P1.0 como saída, o pino P1.3 como entrada e a interrupção por borda de descida no pino P1.3. Feita todas as configurações, logo depois o microcontrolador entra em modo Low-Power.
Para o MSP430 sair deste estado é necessário que ocorra uma transição de borda de descida no pino P1.3, isto é, o nível lógico da entrada deve passar de 1 para 0.
Vale lembrar que esse exemplo foi testado na LaunchPad MSP-EXP430G2. Logo, é necessário adicionar um resistor de pull-Up no pino P1.3.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 | //****************************************************************************** // Projeto: Ativando Módulo Low_Power 4 com MSP-EXP430G2 //****************************************************************************** #include "io430.h" // Biblioteca para IAR Embedded Workbench IDE //#include <msp430.h> // Biblioteca para Code Composer Studio int main(void) { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Desabilita watchdog timer P1DIR |= 0x01; // Habilita P1.0 como saída P1IE |= 0x08; // Configura interrupção para o P1.3 P1IES |= 0x08; // Configura borda de descida no P1.3 P1IFG &= ~0x08; // Limpa Flag do pino P1.3 __bis_SR_register(LPM4_bits + GIE); // Entra no módulo LPM4 } // Rotina de interrupção do Port P1 #if defined(__TI_COMPILER_VERSION__) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__) #pragma vector=PORT1_VECTOR __interrupt void Port_1(void) #elif defined(__GNUC__) void __attribute__ ((interrupt(PORT1_VECTOR))) Port_1 (void) #else #error Compiler not supported! #endif { P1OUT ^= 0x01; // inverte o valor de P1.0 P1IFG &= ~0x10; // Limpa Flag do pino P1.3 } //****************************************************************************** |
Conclusão
Neste artigo observamos como é fácil habilitar os modos Low-Power para a família de microcontroladores MSP430 e também o seu consumo em cada um dos seus modos de operação.
Para o projeto ter uma boa eficiência no consumo de energia não basta ter um microcontrolador operando no modo de baixo consumo, o hardware precisa ser otimizado para obter o menor consumo. Os microcontroladores MSP430 se mostram uma boa opção para dispositivos portáteis, dispositivos móveis, ou aplicações que exijam baixo consumo.
Referências
- http://www.ti.com/product/msp430g2452
- http://www.ti.com/product/MSP430G2452/toolssoftware#softTools
- http://www.ti.com/lit/ds/symlink/msp430g2452.pdf
Tabela 1 - Fonte: Texas Instruments - MSP430G2452
Figura 1 - Fonte: Texas Instruments - MSP430G2452
Figura da imagem destacada - Fonte: AZORobotics - TECMUNDO
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Olá, boa noite!! Você tem alguma programação e circuito de uma balança eletronica com ele ? Preciso fazer uma balança simples, menos de 1kg, só que tenha uma autonomia boa, com uma bateria de 3v. Por favor, se você tiver você me ajuda ? realmente tou precisando muito. A idéia é quando chegar no peso menor que 100g por exemplo um led acenda, Só isso.Pode me Ajudar ?
Boa tarde Douglas, infelizmente eu não tenho nenhum hardware ou software pronto para a sua aplicação. Eu sugiro você pesquisar a respeito de Células de Carga.
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_de_carga
https://learn.sparkfun.com/tutorials/getting-started-with-load-cells
Excelente artigo! Estou no aguardo dos próximos!
Muito Obrigado!!! Estou trabalhando em conjunto com equipe Embarcados para produzir mais conteudo.
Ótimo artigo! Parabéns!