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凭借集成模数器完成更低功耗的12种方法

借助集成模数器实现更低功耗的12种方法-在降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制器(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能?这篇博文将带您了解如何借助集成模数器实现更低的功耗。

  在下降规划功耗的进程中,您是否充沛利用了微控制器(MCU)中集成模数转化器(ADC)的一切功用?这篇博文将带您了解怎么凭仗集成模数器完结更低的功耗。

  本文,咱们将以MSP432P401R MCU中的ADC14(集成14位模数转化器)作为示例。低功耗运用,以及削减高占空比运用中的发动时刻都是ADC14规划进程中的考量要素。可是,各个运用都有共同的特色,因而,为最大极限地降低功耗,有必要慎重挑选ADC14的旋钮或可编程性。

  这篇博文要点叙述MSP432MCU的一些要害特性,您可以经过这些特性自定义ADC14的功率和功用:

  1. 可选参看
  2. 快速发动
  3. 可选时钟源
  4. 电源形式
  5. 最低电压1.62V
  6. 运用集成DC / DC驱动中心电压
  7. 主动关机
  8. 内部温度传感器,ADC采样时刻削减
  9. 8、10、12或14位可选,挑选最低位数可进步转化速度,节约电池电量
  10. 窗口比较器发现相关信号之前,不必进行实践处理,乃至不必运用8位形式
  11. DMA 的模块进程
  12. 运用定时器来触发ADC转化

  可选参看

  可选参看答运用户挑选合适其功用的最小电流。假如电源安稳,可将电源作为超低功耗参看。运用电源作为基准,意味着内部参看无需电流,而且参看没有发动时刻。

  快速发动

  ADC14发动快速,可进一步改善高占空比运用的低功耗。ADC和时钟(MODOSC或SYSOSC)的发动时刻很短。此外,在其缓冲器发动前(拜见设备数据表了解具体数值),作为低功耗的内部参看首要发动。因为不需求充电时刻过长的外部电容器,因而缓冲器可快速树立。这样,仅在运用的时分才需求翻开缓冲器,而且外部电容器充电也需花费更长时刻。

  可选时钟源

  考虑时钟挑选时,需求考虑体系级功率预算。在某些状况下,转化更快的时钟可节约能量。作业周期运用可从具有快速发动时刻的MODCLK获益。用户有必要考虑添加不同时钟源的电流可将ADC的发动时刻降至最低,并可节约净功率。

  电源形式

  电源形式(ADC14PWRMD位)依照最大采样率调整电流耗费,主要是经过在挑选内部参看时调整所用的缓冲器。与SYCOSC状况相同,假如您在ADC14中运用较慢的时钟,可以考虑将低功耗形式(ADC14PWRMD = 2)作为时钟源(拜见设备数据表了解具体的时钟要求)。

  当运用外部参看时,ADC14PWRMD设置之间的每次转化的能量差压与未运用参看缓冲器时相同小。这种状况下,较慢的时钟下降ADC的电流耗费,但需求更长时刻才干完结。

  运用内部参看时,最低能耗形式取决于您的运用。应根据每个运用考虑以下要素,包含:ADC无源时启用低功耗形式的节能、采样时刻、转化次数、时钟或其它当地运用的参看、时钟频率、转化次数等。关于采样时刻长的运用,ADC采样时刻电流小于转化电流,因而您看到的数据比数据表中的数值小。您或许需求做一些台架测验,以了解您的运用的ADC电流耗费。

  运用具有最小采样时刻的内部参看,并考虑MODOSC / SYSOSC的能量,单一ADC转化的低功率形式能耗最低。可是,凭仗接连五次或更多的转化,转化速度开端占有主导,而带更快时钟的惯例电源形式能耗最低。图1对比了12位形式中两个不同转化次数的电源形式的能耗。

  

  图1 带内部参看的ADC

  为了帮助您优化体系,图2中显现了惯例和低功耗形式中带内部参看的ADC14的两种示例的电流散布。

  

  图2 带内部参看库的ADC

  全速运转进程中,当ADC14PWRMD = 2(200ksps最大值)或最小电源电压为1.8 V时,ADC14支撑最佳的1.62伏最小电源电压。关于电池操作,假如可以运用低功率形式,可延长电池寿数而且依然充沛采样信号。关于稳压电源,运用低电压降压转化器可极大地进步一切电流源的功率,并下降从电源中牵引的电流。

  可以运用集成DC / DC驱动中心电压

  MSP432微控制器供给了一个集成DC / DC转化器,可进步包含ADC14数字逻辑的中心电源功率。关于ADC14电流的数字段,DC / DC转化器削减电流耗费。关于差分输入,当运用DC/DC转化器时,功用差异可忽略不计。关于单端输入方法,这对70分贝对73分贝典型SINAD(信噪比和失真比)具有较小影响。如欲了解概况,敬请参看设备数据表,保证ADC14与DC / DC转化器适用于您的运用。

  主动关机

  ADC14具有主动关机功用,用户无需任何操作,即可下降功耗。当ADC14中止转化操作时,处理器将主动禁用,并在需求时主动从头启用。时钟源、MODOSC或SYSOSC也可主动启用,在需求时为ADC14主动供给MODCLK或SYSCLK;ADC14或设备的其余部分不需求时,也可对其禁用。ADC14 MODOSC / SYS OSC与内部参看一同发动,因而时钟主动封闭不会形成影响。

  经过设置ADC14REFBURST位,并将REFON位设置为0,内部参看在样品或转化相之间不会主动断电。

  内部温度传感器

  内部温度传感器规划的采样时刻要求比之前的MSP设备更短,以削减用于丈量温度的能耗。

  最终四种防备在本系列第二和第三篇博文中有更具体的介绍:

  挑选所需的最小位数进步完结速度,节约能源。

  运用窗口比较器,在您完结匹配、进步分辨率前,不必实践处理比较转化值,乃至不必运用8位形式。

  运用DMA的模块进程来削减资源的运用

  运用定时器来触发ADC转化,以尽量削减所用资源

  您可运用上述几种功用在您的运用中下降MSP432 MCU的ADC功耗?

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