NXP 系列：LPC810 系列 (低功耗)_（4）.电源管理技术.docxVIP

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电源管理技术

1.电源管理概述

电源管理是嵌入式系统设计中至关重要的部分，特别是在低功耗应用中。电源管理不仅涉及到硬件设计，还需要软件层面的配合，以实现系统在不同工作状态下的功耗优化。本节将详细介绍NXP系列单片机中的电源管理技术，包括电源模式、功耗优化策略以及具体的软件配置方法。

2.电源模式

NXP系列单片机提供了多种电源模式，以满足不同应用场景的需求。这些电源模式包括正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式和掉电模式。每种模式都有其特定的功耗和功能特点。

2.1正常模式

正常模式是单片机默认的工作模式，此时CPU和其他外设都处于全速运行状态。功耗最高，但性能最佳。

2.2睡眠模式

睡眠模式中，CPU停止运行，但外设和部分功能模块仍然保持工作状态。这种模式可以显著降低功耗，适用于需要定期唤醒进行数据处理的应用。

2.3深度睡眠模式

深度睡眠模式中，CPU和大多数外设都停止运行，只有少数关键模块（如RTC）保持工作状态。功耗进一步降低，适用于长时间待机的应用。

2.4掉电模式

掉电模式中，几乎所有的模块都停止运行，只有RTC和部分低功耗唤醒源保持工作。功耗最低，但系统状态会被重置，适用于极端低功耗的应用。

3.功耗优化策略

为了实现低功耗设计，可以通过以下几种策略来优化功耗：

3.1选择合适的电源模式

根据应用需求选择合适的电源模式是功耗优化的首要步骤。例如，对于需要频繁进行数据处理的系统，可以选择睡眠模式；对于长时间待机的系统，可以选择深度睡眠模式或掉电模式。

3.2关闭不必要的外设

在不需要使用某些外设时，及时关闭它们可以显著降低功耗。通过软件配置，可以控制外设的开启和关闭。

3.3降低系统时钟频率

降低系统时钟频率可以减少CPU和其他模块的功耗。在低功耗模式下，可以适当降低时钟频率以节省能量。

3.4使用低功耗外设

选择低功耗的外设也是优化功耗的有效手段。例如，使用低功耗ADC、DAC和通信接口等。

3.5优化代码执行效率

优化代码执行效率可以减少CPU的运行时间，从而降低功耗。通过减少不必要的循环和优化算法，可以提高代码的运行效率。

4.电源管理的软件配置

4.1选择电源模式

在NXP系列单片机中，电源模式的选择通常通过设置寄存器来实现。以下是一个示例代码，展示了如何将系统切换到睡眠模式：

//将系统切换到睡眠模式

voidenterSleepMode(void){

//设置电源模式为睡眠模式

LPC_PMU-PDCTL0|=(10);//关闭主振荡器

LPC_PMU-PDCTL0|=(11);//关闭内部振荡器

LPC_PMU-PDCTL0|=(12);//关闭外部振荡器

//使能睡眠模式

LPC_PMU-PDRUNCFG|=(10);//使能睡眠模式

//进入睡眠模式

__WFI();//等待中断

}

4.2关闭不必要的外设

关闭不必要的外设可以通过设置相应的寄存器来实现。以下是一个示例代码，展示了如何关闭UART外设：

//关闭UART外设

voiddisableUART(void){

//关闭UART0

LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL=~(112);//禁用UART0时钟

//关闭UART1

LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL=~(113);//禁用UART1时钟

}

4.3降低系统时钟频率

降低系统时钟频率可以通过修改PLL配置或选择不同的时钟源来实现。以下是一个示例代码，展示了如何将系统时钟频率从48MHz降低到12MHz：

//降低系统时钟频率

voidsetLowFrequency(void){

//选择内部振荡器作为系统时钟源

LPC_SYSCON-MAINCLKSEL=0x00;//选择内部振荡器

LPC_SYSCON-MAINCLKUEN=0x01;//更新系统时钟源

//设置系统时钟分频器

LPC_SYSCON-SYSAHBCLKDIV=0x04;//分频为4，系统时钟频率为12MHz

}

4.4使用低功耗外设

使用低功耗外设可以通过选择合适的外设型号和配置参数来实现。以下是一个示例代码，展示了如何配置低功耗ADC：

//配置低功耗ADC

voidconfigureLowPowerADC(void){

//使能ADC时钟