AVR电源管理_睡眠模式范例

1、/* *      AVR  电源管理_睡眠模式范例         * */ /* 本程序简单的示范了如何令AVR ATMEGA16进入睡眠状态及唤醒 电源管理及睡眠模式的介绍 进入最低耗电的掉电模式 关闭各种模块 外部中断唤醒  M16掉电模式的耗电情况(看门狗关闭),时钟为内部RC 1MHz      0.9uAVcc=5.0V &

2、#160;手册的图表约为1.1uA      0.3uAVcc=3.3V  手册的图表约为0.4uA      /测量的数字万用表是FLUKE 15B,分辨率0.1uA 这个程序需要MCU进入休眠状态，为实现最低功耗，JTAG接口会被关闭，只能通过LED的变化来观察程序的运行。 这个实验里面，用STK500(AVRISP) ISP下载线来烧录更方便。 熔丝位设置  1 关断BOD功能 BODEN=1  2 

3、如果用ISP方式烧录，就可以完全关闭JTAG口了  OCEEN=1，JTAGEN=1   熔丝位状态显示框，显示芯片的各个熔丝位的详细状况，AVR的熔丝位打勾表示0，表示启用该选项；取消表示1，表示不启用该选项。*/ #include <avr/io.h> #include <avr/signal.h> #include <avr/interrupt.h> #include <avr/delay.h> /时钟定为内部RC 1MHz,F_CPU=1000000

4、 也可以采用其他时钟 #include <avr/sleep.h> /* sleep.h里面定义的常数，对应各种睡眠模式 #define SLEEP_MODE_IDLE         0 空闲模式 #define SLEEP_MODE_ADC          _BV(SM0) ADC 噪声抑制模式 #define SLEEP_MOD

5、E_PWR_DOWN     _BV(SM1) 掉电模式 #define SLEEP_MODE_PWR_SAVE     (_BV(SM0) | _BV(SM1) 省电模式 #define SLEEP_MODE_STANDBY      (_BV(SM1) | _BV(SM2) Standby 模式 #define SLEEP_MODE_EXT_STANDB

6、Y  (_BV(SM0) | _BV(SM1) | _BV(SM2) 扩展Standby模式 函数 void set_sleep_mode (uint8_t mode); 设定睡眠模式 void sleep_mode (void); 进入睡眠状态 */ /管脚定义 #define LED 0   /PB0 驱动LED，低电平有效 #define KEY_INT0 0   /按键， 

7、60; 低电平有效 #define KEY_INT1 0   /按键，   低电平有效 #define KEY_INT2 0   /按键，   低电平有效 void delay_10ms(unsigned int t) /* 由于内部函数_delay_ms() 最高延时较短   262.144mS1MHz / 32.768ms8MHz / 16.384ms1

8、6MHz 故编写了这条函数，实现更长的延时,并能令程序能适应各种时钟频率 */ while(t-) _delay_ms(10); int main(void) unsigned char i;     /上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入，无上拉电阻     PORTA=0xFF; /不用的管脚使能内部上拉电阻。     PORTB=0xFF;     PORTC=0xFF;

9、    PORTD=0xFF;     DDRB|=(1<<LED); /PB0设为输出高电平，灯灭        /*     端口引脚     进入休眠模式时，所有的端口引脚都应该配置为只消耗最小的功耗。     最重要的是避免驱动电阻性负载。     在休眠模式下I/O&

10、#160;时钟clkI/O 和ADC 时钟clkADC 都被停止了，输入缓冲器也禁止了，从而保证输入电路不会消耗电流。     在某些情况下输入逻辑是使能的，用来检测唤醒条件。用于此功能的具体引脚请参见“ 数字输入使能和休眠模式” 。      如果输入缓冲器是使能的，此时输入不能悬空，信号电平也不应该接近VCC/2，否则输入缓冲器会消耗额外的电流。       IO作输出(DDR=1)时，维持状

11、态不变    */ /* 看门狗定时器(上电默认是关闭的) 如果系统无需利用看门狗，这个模块也可以关闭。 若使能，则在任何休眠模式下都持续工作，从而消耗电流。 在深层次的睡眠模式下，这个电流将占总电流的很大比重。 假设看门狗定时器使能了，关闭程式如下 1. 在同一个指令内对WDTOE 和WDE 写"1“，即使WDE 已经为"1“ 2. 在紧接的4 个时钟周期之内对WDE 写"0” */ WDTCR=(1<<WDTOE)|(1<<WDE); WDTCR=

12、(0<<WDE); /或使用wdt.h里面的wdt_disable()函数    /*    模数转换器(上电默认是关闭的)    使能时， ADC在睡眠模式下继续工作。    为了降低功耗，在进入睡眠模式之前需要禁止ADC。    重新启动后的第一次转换为扩展的转换。    假设模数转换器使能了，关闭程式如下      */     ADCSRA=(0<<ADEN);&#

13、160;     /*     模拟比较器(上电默认是打开的，需要手工关闭)     在空闲模式时，如果没有使用模拟比较器，可以将其关闭。在ADC 噪声抑制模式下也是如此。     在其他睡眠模式模拟比较器是自动关闭的。     如果模拟比较器使用了内部电压基准源，则不论在什么睡眠模式下都需要关闭它。否则内部电压基准源将一直使能。  关闭程式如下   */

14、ACSR=(1<<ACD); /* 掉电检测BOD (由熔丝位BODEN控制) 如果系统没有利用掉电检测器BOD，这个模块也可以关闭。 如果熔丝位BODEN 被编程，从而使能了BOD 功能，它将在各种休眠模式下继续工作。 在深层次的休眠模式下，这个电流将占总电流的很大比重。 设置熔丝位BODEN=1 关断BOD功能 */ /* 片内基准电压 使用BOD、模拟比较器和ADC 时可能需要内部电压基准源。 若这些模块都禁止了，则基准源也可以禁止。 重新使能后用户必须等待基准源稳定之后才可以使用它。 如果基准源在休眠过程中是使能的，其输出立

15、即可以使用。 当BOD、模拟比较器和ADC都禁止了，则基准源也自动禁止了。 */ /* JTAG 接口与片上调试系统 如果通过熔丝位OCDEN使能了片上调试系统，当芯片进入掉电或省电模式时主时钟保持运行。 在休眠模式中这个电流占总电流的很大比重。 下面有三种替代方法： 1 不编程OCDEN     2 不编程JTAGEN     3 置位MCUCSR 的JTD 当JTAG 接口使能而JTAG TAP 控制器没有进行数据交换时，引脚TDO

16、 将悬空。 如果与TDO 引脚连接的硬件电路没有上拉电阻，功耗将增加。 器件的引脚TDI 包含一个上拉电阻，因此在扫描链中无需为下一个芯片的TDO 引脚设置上拉电阻。 通过置位MCUCSR寄存器的JTD 或不对JTAG 熔丝位编程可以禁止JTAG 接口。 JTD: 禁止JTAG 接口(MCU控制与状态寄存器MCUCSR Bit7) 此位为0 时，如果JTAGEN熔丝位被编程则JTAG 接口使能。 如果这位为1， JTAG接口禁止。 为了避免无意的禁止或使能JTAG接

17、口，必须通过一个时间序列来改变JTD 位。 应用软件必须在四个时钟周期内将期望的数值两次写入JTD。 如果JTAG 接口没有与其他JTAG电路连接， JTD应该置位。这样做的原因是为了避免JTAG接口TDO引脚的静态电流。 在软件中关闭JTAG接口的方法      */ MCUCSR=(1<<JTD); MCUCSR=(1<<JTD); /* 掉电模式 当SM2.0 为010 时， SLEEP 指令将使MCU 进入掉电模式。 在此模式下，外部

18、晶体停振，而外部中断、两线接口地址匹配及看门狗（如果使能的话）继续工作。 只有外部可以运行中断例程了。然后返回到SLEEP 的下一条指令。 */ /MCUCSR|=(0<<ISC0)|(0<<ISC1)|(0<<ISC2); /INT2 的下降沿激活中断(默认的，这句话可以不写) GICR|=(1<<INT0)|(1<<INT1)|(1<<INT2);  /使能外部中断INT2 sei(); /使能全局中断 while(1) for (i=0;i<5;i+) 

19、0;/LED闪动10次后进入掉电模式的睡眠状态复位、看门狗复位、BOD 复位、两线接口地址匹配中断、外部电平中断INT0 或INT1，或外部中断INT2 可以使MCU 脱离掉电模式。 这个睡眠模式停止了所有的时钟，只有异步模块可以继续工作。 当使用外部电平中断方式将MCU 从掉电模式唤醒时，必须保持外部电平一定的时间。 从施加掉电唤醒条件到真正唤醒有一个延迟时间，此时间用于时钟重新启动并稳定下来。 唤醒周期与由熔丝位CKSEL 定义的复位周期是一样的。 如果在睡眠过程中发生了复位，则MCU 唤醒后从中断向量开始执行 使能的中

20、断可以将进入睡眠模式的MCU 唤醒， 经过启动时间，外加4个时钟周期后，MCU就 delay_10ms(30); PORTB&=(1<<LED);   /点亮LED delay_10ms(30); PORTB|=(1<<LED); /熄灭LED set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); /设定为掉电模式 sleep_mode(); /进入睡眠状态 /* 也可以自行编写 MCUCR=(0<<SM2)|(1<<SM1)|(0<<SM0);  

21、;  /设定为掉电模式 asm volatile(“sleep” : : ); /进入睡眠状态 */ SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)  /外部中断2服务程序 唤醒源 PORTB&=(1<<LED);   /点亮LED delay_10ms(50); PORTB|=(1<<LED); /熄灭LED delay_10ms(10); /*LED长亮5秒钟，熄灭1秒钟后，退出中断服务程序，然后返回到SLEEP 的下一条指令*/ SIGNA

22、L(SIG_INTERRUPT1)  /外部中断2服务程序 唤醒源 PORTB&=(1<<LED);   /点亮LED delay_10ms(50); PORTB|=(1<<LED); /熄灭LED delay_10ms(10); /*LED长亮5秒钟，熄灭1秒钟后，退出中断服务程序，然后返回到SLEEP 的下一条指令*/ SIGNAL(SIG_INTERRUPT2)  /外部中断2服务程序 唤醒源 PORTB&=(1<<LED); 

23、  /点亮LED delay_10ms(50); PORTB|=(1<<LED); /熄灭LED delay_10ms(10); /*LED长亮5秒钟，熄灭1秒钟后，退出中断服务程序，然后返回到SLEEP 的下一条指令*/ /*    程序运行效果      万用表打到直流电流的最小档位(uA分辨率)，接到开关的两头      烧录后要把STK500拔出，否则无法测得正确的电流数据。    &#

24、160; 上电后LED闪动10次后进入掉电模式的睡眠状态  此时可断开开关  看看万用表的读数  然后接通开关      按下 INT2按键，将会发现LED长亮5秒钟，熄灭1秒钟后，退回主程序，LED闪动10次后进入掉电模式的睡眠状态      如果按下复位按键，马上复位。  */ /* 电源管理及睡眠模式 睡眠模式可以使应用程序关闭MCU中没有使用的模块，从而降低功耗。 AVR 具有不同的睡眠模式，允许用户根据自己的应用要求

25、实施剪裁。 进入睡眠模式的条件是置位寄存器MCUCR的SE，然后执行SLEEP 指令。 具体哪一种模式( 空闲模式、ADC 噪声抑制模式、掉电模式、省电模式、Standby 模式和扩展Standby模式) 由MCUCR 的SM2、SM1 和SM0 决定。 使能的中断可以将进入睡眠模式的MCU 唤醒。 经过启动时间，外加4个时钟周期后，MCU就可以运行中断例程了。然后返回到SLEEP 的下一条指令。 唤醒时不会改变寄存器文件和SRAM的内容。 如果在睡眠过程中发生了复位，则MCU 唤醒后从中断向量开始执行 需要了解AVR芯片内部不同的时钟系统及其分布，在选择合适的睡眠模式时非常有用。 MCU控制寄存器MCUCR  MCU控制寄存器包含了电源管理的控制位。    Bits 7, 5, 4  SM2