Wykorzystywanie trybów pracy o obniżonym poborze energii w mikrokontrolerach NXP LPC1700

Cel programu

Celem programu demonstracyjnego jest umożliwienie użytkownikom mikrokontrolerów LPC1700 wejścia w tryby pracy o obniżonym poborze energii i wybudzenia z nich oraz zaprezentowanie sposobu pomiaru zużycia energii przy pomocy płytki ewaluacyjnej Keil MCB1700. Dodatkowo program pozwala użytkownikom zmierzyć pobór prądu w trybie normalnej pracy (active mode) przy częstotliwościach 12, 48 i 100 MHz. W następnych rozdziałach omówione są kolejne kroki, które należy wykonać, aby uruchomić program demonstracyjny.

Ustawienia sprzętowe

Płytka Keil MCB 1700 jest wyposażona w zworki pozwalające użytkownikowi mierzyć prądy pobierane ze źródeł napięciowych V_DD(reg)(3V3) oraz VBAT. Użytkownik może podłączyć w miejsce tych zworek amperomierz.

Do wybudzania układu z trybu pracy o obniżonym poborze energii służą następujące opcje:

1. Do wybudzenia z trybu Sleep można użyć przerwania UART0 (można je wygenerować wciskając którykolwiek przycisk na klawiaturze), wciśnięcie przycisku EINT0 lub przycisku RESET.
2. Do wybudzenia z trybów Deep-sleep i Power-down można użyć przycisków EINT0 i RESET.
3. Do wybudzenia z trybu Deep Power-down można użyć przycisku RESET.

Zworki ISP oraz RST powinny zostać zdjęte. Należy się też upewnić, że założona jest zworka INT0.

Do wyświetlania menu trybów pracy o obniżonym poborze energii wykorzystywany jest port COM0 (UART0).

Jak zostało wspomniane w rozdziale dotyczącym debugowania, aby wybudzić system z trybów Deep-sleep i Power-down, gdy program jest już załadowany poprzez interfejs JTAG/SWD, należy odłączyć od płytki adapter Keil ULINK2, a następnie dokonać resetu poprzez odłączenie i powtórne podłączenie zasilania.

Trzeba mieć świadomość tego, że gdy płytka Keil MCB1700 jest zasilana przez kabel USB, na zewnętrzny oscylator 50 MHz jest podawane zasilanie i taktuje on nóżkę ENET_REF_CLK mikrokontrolera LPC1700. Podnosi to zużycie prądu o ok. 140 µA i nie istnieje zworka, za pomocą której można ten oscylator wyłączyć. Aby poprawnie zmierzyć zużycie energii za pomocą płytki Keil MCB1700, należy z niej zewnętrzny oscylator 50 MHz wylutować (rysunek 11).

Rys. 11. Płytka Keil MCB1700

Ustawienia programu terminala

Niniejsze demo używa jako emulatora terminala programu Tera Term, a poprawne ustawienia portu szeregowego w tym programie ilustruje rysunek 12.

Rys. 12. Ustawienia programu terminala

Działanie programu

Działanie programu jest przedstawione na rysunku 13.

Widoczne poniżej menu zawiera instrukcje pozwalające mierzyć prąd pobierany w czasie zwykłej pracy dla częstotliwości 12, 48 i 100 MHz oraz wejść w każdy z czterech trybów pracy o obniżonym poborze energii i wychodzić z nich.

Rys. 13. Wygląd menu programu demonstracyjnego

Pomiary zużycia energii

W tabeli 1 zestawione zostały typowe wartości zużycia prądu mierzonego z użyciem programu demonstracyjnego uruchomionego na płytce Keil MCB1700.

Tabela 1. Typowe zużycie energii

Warunki pomiarów: V_reg(3V3) = 3,3 V, VBAT = 3,3 V, temperatura = 25°C; wszystkie peryferia wyłączone, z wyjątkiem UART0 (9600 bodów), pracującego w trybie zwykłej pracy oraz w trybie uśpienia (Sleep); zegary peryferiów (pclk) = cclk/8; wszystkie wyprowadzenia (oprócz nóżek UART0) skonfigurowane jako wyjścia GPIO i ustawione w stan niski; wewnętrzne podciąganie napięcia wyjść wyłączone; dzielnik częstotliwości zegara USB wyłączony; oscylator 50 MHz wylutowany z płytki MCB1700.

Artykuł został opracowany na podstawie noty aplikacyjnej AN10915 firmy NXP.