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1、学号：02206069使用飞思卡尔使用飞思卡尔 MC9S08LL8MC9S08LL8 的经验一：低功耗的经验一：低功耗 （原创）（原创） 2010-9-21 7:40:00 | By: 飞翔 本次项目产品（电动汽车仪表）开发使用的单片机是 MC9S08LL8（以下简称 LL8），这个芯片的性能还是非常的棒！开发产品主要是考虑成本（在满足性能指标的前提下），并且尽可能有效利用单片机内部的资源，例如：产品需要用到 A/D，RTC，液晶驱动，EEPROM 数据存储等，在选型的时候看是否有满足所有条件的，不过全部满足一般都很难，取最主要的。言归正传，开发完产品后，体会到 MC9S08LL8 的妙处，我
2、用到了它的 flash 模拟 EEPROM、RTC、A/D 和液晶驱动等功能。产品最终的功耗做得很小，在 STOP3 模式下功耗小于 1uA，并且此时 TOD 是工作的（32.768kHz 处于低功耗工作模式），25左右环境，3.0V 工作电源。现总结如下：一、一、 低功耗处理：低功耗处理：众所周知，对于电池设备来说，功耗是个重要的技术参数，如何让 MCU 运行的功耗最低，需要在设计电路是仔细考虑 MCU 的每一个引脚。对于 MCU 来说，其功耗主要和电源电压及工作总线频率有关。电源电压越低，功耗越低（功耗与电压是成平方关系）；总线频率越低，功耗越低，当然 MCU 运行速度（指令执行的快慢）也
3、变慢了，所以需要折中考虑。LL8 的低功耗主要从以下 4 个方面考虑：1）选择停止模式：）选择停止模式：本次开发的产品有 2 个电源供电，外部供电和电池 CR2032 供电。在外部供电的情况下可以基本上不考虑单片机功耗，但是在外部断电的情况下，要尽可能降低它的功耗。从 LL8 的封装和电气说明 PDF 手册上查到（飞思卡尔的芯片手册分为 2 个 pdf 文档，一个是芯片内部资源的详细说明，一个是封装和电气特性说明），如图 1.1 所示：图 1.1 停止模式的电流特性液晶显示电子密码锁设计- 2 -LL8 有 2 种停止模式，STOP2 和 STOP3。虽然 STOP3 在停止模式下（同等温度、
4、电源电压条件下）功耗比 STOP2 略高一点，但是 STOP3 的唤醒启动速率快，手册上说 6us！，并从图 1.2 上可以看出，STOP2 情况下 flash 电也断了，唤醒的程序将相当于重启。并且产品有个实时时钟，也就是说在外部供电停止的情况下，实时时钟需要继续运行，将由电池供电。因此，如果产品设计在停止模式下外部 32.768kHz 晶振需要继续运行的话，建议用 STOP3 模式。坦白说，STOP2 模式基本用不着，因为进入 STOP2 模式，只是 RAM 有电，并且单片机不做任何的事情，也就用不着电池供电，所以可以直接让单片机上电重启，不需要唤醒。图 1.2 模式选择2）单片机外围）单
5、片机外围 I/O 电路的设计电路的设计这个部分其实很关键，需要对单片机每一个引脚的精雕细琢，因为其中一个引脚处理不当，可能就是几十个 uA 以上。我在调试的过程中，也吃过不少苦头。其实处理单片机的引脚可以按照以下几种方式：（原则只有一个：让单片机的每个引脚都有确定的电平，并让每个引脚的压差为 0，即无任何电流包括不可预知的电流和通过 I/O 口倒流的电流） 悬空引脚：悬空引脚：单片机某个引脚未接任何电路，相当于这个引脚的电平是处于不定状态，需要通过程序给他一个固定的电平，一般采取内部上拉并输出 1 即可（或者输出 0），这样既保证了引脚压差为 0，又保证了引脚有个确定的电平。- 3 -有外部上
6、拉的输入或输出：这种情况是指：掉电情况下仍是外部上拉，因为必须注意到产品是否有 2 路电源供电，若是电池供电，则掉电情况下仍然属于外部上拉，如果是外部供电，则掉电后就不再是外部上拉了，这个情况需要分开处理。在有外部上拉的情况下，则让此 I/O 输出高电平 1 可以实现理论上的 0 电流。对于外部电源供电的上拉，可以通过一个整流硅二极管后再上拉，如图 1.3：图 1.3 I/O 口处理这样可以通过程序将此 I/O 口设置为输出，并输出 0，可以实现 0 电流。输出（无外部上拉）：输出（无外部上拉）：单片机本来就是做输出功能的引脚，可以直接设置为输出并且输出 0。输入（无外部上拉）：输入（无外部上
7、拉）：单片机可以设置成输出，并输出 0。以上以上 4 情况可以总结为：大部分情况可以总结为：大部分 I/O 口可以直接设置为输出，并输出口可以直接设置为输出，并输出 0，只有有外，只有有外部上拉的情况下，才需要特殊考虑。部上拉的情况下，才需要特殊考虑。3）单片机电源的处理：）单片机电源的处理：主要针对双电源供电，一般来说需要用整流二极管反向实现，如图 1.4图 1.4 电源供电如果需要考虑几个 uA 功耗的话，D200 必须用硅二极管，如 IN4148，不可用 1N5819。由于 IN4148 的压降近似 0.7V，所以电源采用 3.6V，这样单片机的工作电源就只有 2液晶显示电子密码锁设计-
8、 4 -.9V 左右了，也将导致电池电压降到 2.9V 左右功耗将小于 1uA。我开始用的电源是 3.3V 的，D200 用的是 IN5819，结果在 STOP3 模式下常温的功耗有 8uA 左右，而我拔掉这个 IN5819 就小于 1uA。经查手册发现，一般肖特基二极管的反向最大漏电流有几十个 uA，甚至 mA 级别（和反向电压和温度有关）。所以这里我选择了 1N4148，一般硅二极管的最大漏电流也只有 0.1uA。对于电池经过 1N5819 后到单片机电源，很多资料说二极管压降太大，采用三极管或者其他方案，这个容易误导大家这个容易误导大家，因为二极管的压降也和其流过的电流有关，在电流为几个
9、 uA 的情况下，压降几乎为 0。我也试过飞思卡尔官网上关于电表方案对电池部分的处理，为了不要有 0.3V 左右的压降（二极管的压降），它就是采用三极管电路，但我经过试验发现，这个电路不是很合理，因为在掉电的情况下有二十几个 uA，电流出现倒流了，此电路可能需要进一步的改进。4）关掉不用的外设：）关掉不用的外设：这个对于降低功耗也很关键，其中也包括单片机运行时的功耗。每一款单片机可能不一样，像 AVR 系列的 ATMEGA88PA 其模拟比较器是默认打开的，而如果电路里面没有用到的话，则可以通过软件将其关闭，以减小功耗。所以，软件里面需要考虑到哪些模块是默认打开的，默认打开的模块有没有用到，若
10、没有用到就通关软件设置将其关闭，以减少没必要的功耗。LL8 里面的 LVD 功能默认在停止模式下是继续工作的，而这个功能在停止模式下消耗的电流在 100uA 以上，所以停止模式必须将其关闭，以节省功耗。2010 届本科生届本科生毕业论毕业论文（文（设计设计） ）题 目: 液晶显示电子密码锁设计- 5 -学院（系）：信 息 工 程 学 院专业年级：计算机科学与技术 2006 级学生姓名：指导教师：完成日期：2010-6-10液晶显示电子密码锁设计摘 要单片机技术是智能化检测与控制领域应用非常普及并且具有很大潜力的技术。论文阐述一个基于单片机的液晶显示电子密码锁的设计与实现。系统采用美国 Atme
11、l 公司的 AT89S52 单片机作为系统核心，液晶显示器 LCD1602 作为输出设备显示系统提示信息，4*4 矩阵薄膜键盘作为输入设备，CMOS 串行 E2PROM 存储器 AT24C02 作为数据存储器，配合蜂鸣器、继电器等电路构成整个系统硬件；系统软件采用汇编语言编写。设计的系统液晶显示，密码修改方便，具有报警、锁定等功能，使用便捷简单，符合住宅、办公用锁需求，具有一定的实用价值。关键词：密码锁；单片机；AT89S52；LCD1602；AT24C02The Design of LCD Electronic Password-LockAbstractSCM technology is v
12、ery popular and has great potential in application of intelligent detection and control field. This thesis describes the design and implementation of LCD electronic password-lock system based on SCM. The system uses the product of America Atmel corporation AT89S52 as the core of system, liquid cryst
13、al monitor 1602 as the output device displaying the prompt information of system, 4*4 matrix membrane keyboard as the input device, serial E2PROM memory AT24C02 as the data storage, with buzzer, relay, and other circuits together constitute the system hardware. The software of the system is written
14、in assembly language. The designed system display in LCD, change password easily, has the function of alarming, locking, and so on. This system is simple and easy to use, meets the demand of residential, office lock needs, has some practical value.Key words: Password-Lock; SCM; AT89S52; LCD1602; AT24C02I目 录1 引言 .- 1 -2 系统设计 .- 1 -2.1 功能设计 .- 1 -2.2 结构设计 .- 2 -3 硬件设计 .- 3 -3.1 AT89S52 简介.- 3 -3.2 液晶显示电路 .
