MSP430 - Modos de Low-Power

MSP430
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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

tabela de consumo dos modos low power do msp430

 

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.

 

diagrama de bloco do funcionamento do MSP430 (MSP430G2452).
Figura 1 - Diagrama de bloco do funcionamento do MSP430G2452.

 

 

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:

 

 

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.

 

 

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.

 

 

 

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 

 

 

Saiba mais sobre MSP430

 

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Licença Creative Commons
MSP430 - Modos de Low-Power por Evandro Teixeira. Esta obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.
Evandro Teixeira
Sou formado em Técnico em Mecatrônica pelo Colégio Salesiano Dom Bosco Americana - SP, Graduando em Engenharia Elétrica com Ênfase em Eletrônica pela UNISAL de Americana - SP. Atuando com desenvolvimento de hardware e software para sistema embarcado desde 2010. Experiência com microcontroladores de 8,16 e 32 bits. Atualmente trabalhando com desenvolvimento de equipamentos Eletromédicos.

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Evandro TeixeiratryedgeDaniel OliveiraEvandro TeixeiraDouglas Silva Recent comment authors
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Douglas Silva
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Douglas Silva

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 ?

Evandro Teixeira
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Evandro Teixeira

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

tryedge
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tryedge

Excelente artigo! Estou no aguardo dos próximos!

Evandro Teixeira
Visitante
Evandro Teixeira

Muito Obrigado!!! Estou trabalhando em conjunto com equipe Embarcados para produzir mais conteudo.

Daniel Oliveira
Membro
Daniel Oliveira

Ótimo artigo! Parabéns!