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MSP430 – Modos de Low-Power

MSP430
Este post faz parte da série MSP430. Leia também os outros posts da série:

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 

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tryedge
tryedge
24/09/2015 17:01

Excelente artigo! Estou no aguardo dos próximos!

Evandro Teixeira
Evandro Teixeira
Reply to  tryedge
24/09/2015 21:51

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

Daniel Oliveira
Daniel Oliveira
21/09/2015 15:44

Ótimo artigo! Parabéns!

Douglas Silva
Douglas Silva
04/07/2016 22:50

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
Evandro Teixeira
Reply to  Douglas Silva
05/07/2016 16:17

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

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