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avr单片机电源管理及其睡眠模式配置说明

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实施剪裁。

/*
状态寄存器SREG

bit7      bit6      bit5      bit4      bit3      bit2      bit1      bit0

I         T         H         S         V         N         Z         C

I:全局中断使能位。

在I置位后,单独的中断使能由不同的中断寄存器控制。若I为0,则禁止中断。

MCU控制寄存器MCUCR

bit7      bit6      bit5     bit4      bit3      bit2       bit1      bit0

SM2        SE       SM1       SM0      ISC11     ISC10     ISC01     ISC00

SE:MCU休眠使能位
为了使 MCU 在执行 SLEEP 指令后进入休眠模式, SE 必须置位。为了确保进入休眠模
式是程序员的有意行为,建议仅在 SLEEP 指令的前一条指令置位 SE。MCU 一旦唤醒立
即清除 SE。

SM1~SM0:MCU休眠模式选择

SM2             SM1              SM0                  休眠模式

0               0                0                     空闲

0               0                1               ADC 噪声抑制模式

0               1                0                   掉电模式

0               1                1                   省电模式

1               0                0                     保留

1               0                1                     保留

1               1                0               Standby(1) 模式

1               1                1             扩展Standby(1) 模式

空闲模式            当 SM2..0 为 000 时,SLEEP 指令将使 MCU 进入空闲模式。在此模式下, CPU 停止运
行,而 LCD 控制器、 SPI、 USART、模拟比较器、ADC、 USI、定时器 / 计数器、看门
狗和中断系统继续工作。这个休眠模式只停止了clkCPU 和clkFLASH     ,其他时钟则继续工作。

象定时器溢出与 USART 传输完成等内外部中断都可以唤醒 MCU。如果不需要从模拟比
较器中断唤醒 MCU ,为了减少功耗,可以切断比较器的电源。方法是置位模拟比较器控
制和状态寄存器 ACSR 的 ACD。如果 ADC 使能,进入此模式后将自动启动一次转换。

ADC 噪声抑制模式             当 SM2..0 为 001 时,SLEEP 指令将使 MCU 进入噪声抑制模式。在此模式下, CPU 停
止运行,而 ADC、外部中断、两线接口地址配置、定时器 / 计数器 0 和看门狗继续工作。
这个睡眠模式只停止了 clkI/O、 clkCPU 和 clkFLASH ,其他时钟则继续工作。

此模式提高了 ADC 的噪声环境,使得转换精度更高。 ADC 使能的时候,进入此模式将
自动启动一次AD 转换。ADC 转换结束中断、外部复位、看门狗复位、 BOD 复位、两线
接口地址匹配中断、定时器 / 计数器 2 中断、SPM/EEPROM 准备好中断、外部中断 INT0
或 INT1 ,或外部中断INT2 可以将 MCU 从 ADC 噪声抑制模式唤醒。

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。具
体请参见 P65“ 外部中断 ” 。

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 P23“ 时钟源 ” 所示。

省电模式                   当 SM2..0 为 011 时, SLEEP 指令将使 MCU 进入省电模式。这一模式与掉电模式只有
一点不同:

如果定时器 / 计数器 2 为异步驱动,即寄存器 ASSR 的 AS2 置位,则定时器 / 计数器 2 在
睡眠时继续运行。除了掉电模式的唤醒方式,定时器 / 计数器 2 的溢出中断和比较匹配中
断也可以将 MCU 从休眠方式唤醒,只要 TIMSK 使能了这些中断,而且 SREG 的全局中
断使能位 I 置位。

如果异步定时器不是异步驱动的,建议使用掉电模式,而不是省电模式。因为在省电模式
下,若 AS2 为 0 ,则MCU 唤醒后异步定时器的寄存器数值是没有定义的。

这个睡眠模式停止了除 clkASY 以外所有的时钟,只有异步模块可以继续工作。

Standby 模式             当 SM2..0 为 110 时, SLEEP 指令将使 MCU 进入 Standby 模式。这一模式与掉电模式
唯一的不同之处在于振荡器继续工作。其唤醒时间只需要 6 个时钟周期。

扩展 Standby 模式        当 SM2..0 为 111 时, SLEEP 指令将使 MCU 进入扩展的 Standby 模式。这一模式与省
掉电模式唯一的不同之处在于振荡器继续工作。其唤醒时间只需要 6 个时钟周期。 .

*/
#include<iom16v.h>
#include<macros.h>
void Sleep_init(unsigned char mode)
{
switch(mode)
{
case 0: MCUCR&=~((1<<SM2)|(1<<SM1)|(1<<SM0));   break;//空闲
case 1: MCUCR&=~((1<<SM2)|(1<<SM1)); MCUCR|=1<<SM0; break;//ADC 噪声抑制模式
case 2: MCUCR&=~((1<<SM2)|(1<<SM0)); MCUCR|=1<<SM1; break;//掉电模式
case 3:   MCUCR&=~(1<<SM2); MCUCR|=3<<SM0;break;// 省电模式
case 6:   MCUCR|=1<<SM2;MCUCR|=1<<SM1;MCUCR&=~(1<<SM0); break;//Standby(1) 模式
case 7: MCUCR|=(1<<SM2)|(1<<SM1)|(1<<SM0); break;//扩展Standby(1) 模式
default: MCUCR&=~((1<<SM2)|(1<<SM1)|(1<<SM0)); break;
}

}
void SLEEP_ON(void)
{MCUCR|=1<<SE;
asm(“SLEEP”);
}
void SLEEP_OFF(void)
{
MCUCR&=~(1<<SE);
}

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