MSP430F5系列中文手册 PMM 电源管理模块与供电监控

微控设计网电源管理模块与供电监控版本:1.0日期:2008.7.原文:TIslau208.pdf(5xxfamilyUser'sGuide)翻译:田萍果西安工业大学编辑:DC微控技术论坛版主注：以下文章是翻译TIslau208.pdf文件中的部分内容。由于我们翻译水平有限，有整理过程中难免有所不足或错误；所以以下内容只供参考.一切以原文为准。文章更新详情请密切留意微控技术论坛。微控设计网电源管理简介电源管理特征：．提供宽的电源电压范围：1.8V-3.6V．产生的核心电压（VCORE）：1.4V,1.6V,1.8V和1.9V(典型值)．欠压复位(BOR)．配有DVCC和VCORE的电源电压管理．DVCC和VCORE的电源电压监测有8个可编程级别．软件恢复掉电时系统状态．掉电条件下软件可选择上电复位．上电失败时有I/O保护．软件可选监视状态输出(可选)MSP430主要数字逻辑需要一个低于DVCC允许范围的电压。因此，电源管理模块集成了一个低压降的电压调整器(LDO)，LDO可以产生一个二次核心电压VCORE。这个核心电压可通过四步编程从而使功耗最低化。核的最小允许电压依赖于选择的MCLK大小，如4-1图所示。我们可以管理和监控DVCCandVCORE。当电压降到特殊阈值以下时管理和监控就工作了。通常来讲，管理会致使上电复位事件发生(POR),而监控产生中断标志，这时软件就可以处理了。比如说，DVCC(LDO的高电平)分别被高电平管理(SVSH)和高电平监测器(SVMH)所管理和监测；VCORE(LDO的低电平)分别被低电平管理(SVSL)和低电平监测器(SVML)所管理和监测.电源管理单元框图如图4-2所示。微控设计网口和所有模拟单元包括晶振在内都由DVCC供电。内存(flash和RAM)和数字单元由核心电压VCORE供电。4.2电源管理单元操作电源管理单元配有四个层次的核心电压，相应的有4个级别的系统速度。对于给定的核心电压，就有一套相应阈值。电源管理单元的调整器支持两种不同的负载。系统耗电小于I(VCORE)（≤30μA，具体参见器件指定资料）时可应用低电流模式；高的系统电流模式用于整体运行模式中。整体运行模式在以下条件下是被需要的：．任何单元采用任一内部高频时钟(32kHz)时．执行中断时．JTAG下载时．active模式、LPM0或LPM1模式时电源管理单元通过调整核心电压来支持不同的系统速度。进入低功耗模式时，被选的核心电压是保持不变的。在系统启动时，SVSH和SVSL功能可以使用。表4-1给出的DVCC范围(高电平)的典型值，表4-2给出VCORE(低电平)的范围典型值，表4-3给出上电期间系统是如何运行的。如果高低电平管理电压满足，系统复位被释放。微控设计网电源管理模块与供电监控一旦系统开始运作后，只要各自的单元开启，电压值会被监管。在系统复位后电源管理单元提供的电压监督级别是高电平1.74V(典型值)，低电平1.34V(典型值)。一旦当时电压超过了系统运作，这两个电压值就可以在特定设备的数据表中查询到。电源在电压高边范围或在底边范围内的上电失败会导致系统失败。电压的高电平和低电平都受电压监控器监控。如果DVCC降到电压监控器所允许的高电平以下时，电压监控器就使高电压中断标志位SVMHIFG置位；类似地，如果VCORE降到电压监控器所允许的低电平以下时，电压监控器就使低电压中断标志位SVMHIFG置位。当DVCC升到电压监控器所允许的高电平以上时，中断标志位SVMHVLRIFG置位；类似地，VCORE升到电压监控器所允许的低电平以上时，中断标志位SVMLVLRIFG置位。当高电平和低电平电压同时被满足时，系统可以继续正常运行。电源电压低于电压监管器所设值会使系统复位(POR)。当设置了SVSHIFG，设置SVSHPE会引起系统复位；类似地，当SVSLIFG被置位时，置位SVSLPE也会引起系统复位。电源电压监管器和监视器的中断标志位仍为置位状态，除非这两标志位被BOR或软件清零，从而允许应用软件决定最近的复位条件。图4-4给出高低电平上电失败时关于电源电压管理和监测的级别以及各自中断标志位的状态。微控设计网电源电压监督和监测-高电平高电平电源管理/监测在活动模式和低功耗模式下运行。为了省功耗，运行速度可以被降低(默认：SVMHFP=0,SVSHFP=0)。框图在图4-5表示出。微控设计网=1，SVMH模式可用，它的功耗通过设置SVMHFP=0被减小。电压复位释放电平由SSVSMHRRVL定义。DVCC升高并大于SVMH值会使SVMHVLRIFG中断表示位置1，SVMHVLRIE等于1也会触发中断；DVCC降低到SVMH以下会使SVMHIFG中断标志位置位，SVMHIE等于1也可以触发中断。当DVCC持续低于SVMH且SVMHIFG被软件清零时，SVMHIFG会立即由硬件置位。如果需要的话，可以使SVMHVLRPE=1、SVMHOVPE=0从而出发POR信号。SVMH模式还包括过压保护功能，如果DVCC超过安全操作值，在SVMHOVPE=1和SVMHVLRPE=1时会产生POR信号。通过设置SVSHE=1,SVSH模式就可用了，它的功耗通过设置SVSHFP=0被减小。电压复位释放电平由SVSHRVL定义。DVCC升高并大于SVSH值会使SVSHIFG中断位置1，同时引发POR(如果SVSHPE=1)；DVCC降低到SVSH以下会使SVSHIFG中断标志位置位，SVSHIFG会立即由硬件置位。除非SVSHMD迫使SVSH电路工作，SVSH在低功耗模式2，3，4中被禁用的。如果是SVMH或者SVSH功耗模式，或者电压级别被选定，延迟会覆盖中断源和POR源直到SVMH和SVSH电路稳定。SVSMHDLYIFG置位就说明延迟时间到了。如果SVSMHDLYIE=1，也可以产生中断。4.2.2电源电压监督和监测-低电平低电平电源电压管理器和监测器在主动模式和低功耗模式下运行，减慢运行速度何以节省功耗(默认：SVMLFP=0,SVSLFP=0)，结构图示于图4-6中。微控设计网=1就可以使用SVML模式，设置SVMLFP=0可以降低其功耗。由SVSMLRRVL来定义电压复位值的大小。VCORE值升高到SVML值以上时中断标志位就被置1，SVMLVLRIE=1也会触发中断；VCORE值降到SVML值以下会使中断标志位SVMLIFG置1，SVMLIE=1.也会触发中断；当VCORE持续低于SVML且SVMLIFG被软件清零时，SVMLIFG会立即由硬件置位，如果需要的话，可以使SVMLVLRPE=1、SVMLOVPE=0从而触发POR信号。SVML模式还包括过压保护功能，如果VCORE超过安全操作值，在SVMLOVPE=1和SVMLVLRPE=1时会产生POR信号。设置SVSLE=1就可以使用SVSL模式，设置SVSLFP=0可以降低其功耗。由SVSLRVL来定义电压复位值的大小。VCORE值降到SVSL值以下会使中断标志位SVSLIFG置1，同时引发POR(如果SVSLPE=1)。当VCORE持续低于SVSL且SVSLIFG被软件清零时，SVSLIFG会立即由硬件置位，除非SVSLMD迫使SVSL电路工作，SVSL在低功耗模式2，3，4中被禁用的。如果是SVML或SVSL功耗模式，或者电压级别被选定，延迟会覆盖中断源和POR源直到SVML和SVSL电路稳定。SVSMLDLYIFG置位就说明延迟时间到了。如果SVSMLDLYIE=1，也可以产生中断。4.2.3电源电压监测输出(SVMOUT,可选)SVMLIFG,SVMLVLRIFG,SVMHIFG和SVMLVLRIFG的状态可以在外部管脚SVMOUT上监测到。可以打开每一个中断标志位(SVMLOE,SVMLVLROE,SVMHOE,SVMLVLROE)来产生一个输出信号，输出极性由SVMOUTPOL位来选择。在中断使能标志置1的条件下如果SVMOUTPO置1，则输出设为1。4.2.4性能优化CPU和数字单元由来VCORE供电。如果CPU必须全速运行的话，VCORE必须通过软件编程使之达到最高电平(见图4-1)；如果CPU不需要全速运行的话，VCORE可以降低到期望级别从而节省相当大的功耗。VCORE在复位期间默认为最低电压1.4V(典型)。SVML和SVSL级在复位时做相应的选择。图4-7给出利用内置的电源电压监测器和监督器，如何编程使一级到另一级的安全操作。第1到4步给出如何增加VCORE的步骤而第5、6步是如何减小VCORE的操作步骤第一步，编程序给SVML一个新级别，然后等待SVSMLDLYIFG置位；第二步，编程序使PMMCOREV等于一个新的VCORE值；第三步，等待电压电平的SVMLVLRIFG中断；第四步，编程序使SVSL等于一个新的值。VCORE期望值满足，而且电压监测器和监督器级别都相应地软件赋值，现在系统速度可以被增大了。第五步，降低系统速度到目标速度，编程序给SVSL和SVML赋目标值；第六步，给VCORE赋新的值。如果配置寄存器高边或低边svs或svm被改变，或者功耗模式被改变，那么图4-6给出的延迟就会被触发。图4-74.2.5基准电压微控设计网电源管理模块与供电监控基准电压提供了稳压器、电源电压监督器和监测器。低功耗模式2、3、4里为了省电基准被一个PWM（切换模式）信号锁定，在模式5中基准被关闭。其他模式中基准为静态模式。处于静态模式的基准比切换模式的更准确，切换模式中功耗和基准的精确度通过置PMMREFACC位可以被大大降低。4.2.6欠压复位(BOR)BOR电路产生一个欠压复位信号，此信号在上电时初始化整个系统，并开启电源电压监督器。欠压复位通常触发一个POR信号，随时而来就是puc信号。4.2.7电源管理单元人为控制电源管理要求最小的软件参与。DVCC和VCORE的核心电压和电源电压管理和监测均由用户选择，而硬件负责合理的操作。如果实际应用允许，用户可以手动转换或功能性降级来节省功耗。4.2.7.1电压稳压器的手动控制一般由硬件来选择可调电流模式（全模式或地电流模式）。应用软件也可以人为地通过设置电压调整电流模式位PMMCMD来选择。表4-3电源模式覆盖4.2.7.2控制SVSH,L和SVMH,L性能电源电压管理器和监测器一直检测电源电压的变化情况。如果应用情况允许，SVMH,L和SVSH,L的功耗可以通过降低反应速度(低功耗模式)来减小。分别清各自的