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基于单片机的数字钟设计(最终版) 基于单片机的数字钟设计(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 17:04:19

《基于单片机的数字钟设计(最终版)》修改意见稿

1、“.....舍弃小数部分语音地址十进制语音地址跳出现在时刻电源管理技术及计算本设计应用于下列器件引言本应用笔记讨论电源管理技术及计算和中的功率消耗的方法。很多应用系统对功耗有严格的要求,也存在几种不以牺牲性能为代价的降低功耗的方法,计算预计功耗对于说明系统的供电要求是很重要的。关键点供电电压和系统时钟频率对功率消耗有很大影响。的有两种电源管理方式等待和停止。功率消耗可以作为系统时钟电源电压和被允许的外设的函数来计算。降低功耗的方法数字逻辑器件的功耗受供电电压和系统时钟频率的影响。可以通过调整这些参数来降低功耗,设计者也很容易控制这些参数。本节讨论这些参数及它们对功率消耗的影响。降低系统时钟频率在数字逻辑器件中......”

2、“.....是电源电压,是的频率。系列器件的系统时钟可以来自内部振荡器或个外部时钟源。外部源可以是个时钟电路电容或晶体振荡器。有关振荡器配置方面的信息见应用笔记配置内部和外部振荡器。内部振荡器可提供四个时钟频率和。很多不同的频率可以通过使用外部振荡器得到,为了节省功耗设计者必须知道给定应用所需要的最高频率和精度。个设计可能需要个在器件全部工作时间内保持不变的频率。在这种情况下,设计者将选择满足要求的最低频率,采用消耗最低功率的振荡器配置。典型的应用包括串行通信和必须用完成的周期性采样。些操作可能要求高速度,但只是在很短的断续的时间间隔内。这种情况在些时候被称为猝发操作。在中,频率可在任何时刻改变,因此器件平时可工作在较低的频率,直到个需要高速操作的条件发生。切换系统时钟源的两个例子是内部振荡器外部晶体配置,外部晶体振荡器配置。如果器件偶尔进行高速数据转换......”

3、“.....则个内部振荡器和外部晶体的组合将是最理想的。在采样操作期间应使用高速内部振荡器。采样结束后,使用个外部晶体以维持实时时钟。旦重新需要高速操作,器件将切换到内部振荡器见图。在应用笔记实现个实时时钟中给出了这种操作过程的个例子。图内部振荡器和外部晶体源配置晶体振荡器和内部振荡器可以同时工作,每个都可以根据需要被选为系统时钟源。为了减小电源电流,在使用内部振荡器时可停止晶体振荡器。在这种情况下,当从内部切换到外部振荡器时,设计者必须考虑切换系统时钟源时的起动延迟。,我们需要的采样速率。图中的电源周期为,采样速率。处在正常方式下的时间是跟踪转换时间和将样本保存到存储器的时间。在低功耗跟踪方式,需要个时钟用于跟踪和个时钟用于转换。这个时钟在频率为时需要。存储采样值需要两个系统时钟周期即。为了进入正常方式,要执行条指令,需三个周期,即......”

4、“.....因为的采样周期是,所以在电源周期中等待方式所占的时间为正常方式下的时间。对图曲线下方的区域在个周期内积分,然后除以周期值,得到平均电源电流为。等待方式采样周期时间数据采样和转换正常方式电流。例如果在器件处于等待方式在例中时使用个外部振荡器,使振荡器的频率降低到,可以进步降低功耗。这时所用的电流是将外部振荡器控制位设置为。这样将使用的模拟电流。这与例中下的等待方式有惊人的差别,只是通过简单地降低振荡器频率。继续进行列中在正常方式有个附加的周期用于降低振荡器频率的平均电流计算得到的平均电流为。例在这个应用中,用的对个参数采样并将采样值保存到存储器中,需要对采样精确定时。为了满足更精确的定时要求,由个外部晶体振荡器提供。为了节省功耗,设计者决定使用的电源电压。定时器用于对采样间隔定时。模拟部件外设供电电流外部振荡器驱动器监视器总模拟电流数字部件在正常方式......”

5、“.....该标志在外部振荡器稳定运行时置位。在切换到外部振荡器之前应查询该标志。注意在外部晶体起动期间,其它操作可继续使用内部振荡器。些应用需要间歇的高速度和高精度例如采样和数据处理,但在其它时间可允许低速度和低精度例如等待采样时,这时可以用到外部振荡器和电路的组合。在这种情况下,外部振荡器用于产生低频源,而晶体用于高频率操作。电路需要接到电压源才能工作。由于在晶体处于工作状态时,这种连接可能加载晶体振荡器电路,我们将电路接到个通用端口引脚见图,当使用电路时......”

6、“.....这可以通过选择端口为推挽输出方式并向端口锁存器写来实现。当使用晶体振荡器时,端口引脚被置于高阻状态,这是通过设置端口为漏极开路输出方式,并向端口锁存器写来实现的。注意电路可以利用晶体振荡器电路中已有的电容。电路振荡器的起动几乎是瞬间完成的,然而晶体振荡器的起动时间是比较可观的。因此从振荡器切换到外部晶体振荡器时要经过下列过程切换到内部振荡器。将作为电路电源的端口引脚设置为漏极开路并向该端口引脚写高阻状态。起动晶体设置位。等待。查询外部晶体有效位。切换到外部振荡器。从外部晶体振荡器切换到振荡器的步骤如下切换到内部振荡器。关闭晶体振荡器清除位。驱动电源端口引脚到高电平到,通过选择端口为推挽输出方式并向端口锁存器写来实现。切换到外部振荡器。图外部和晶体振荡器配置电源电压逻辑电路中的电流与电源电压成正比......”

7、“.....因此降低器件的供电电压可以减小功耗,系列器件所要求的电源电压为。为了减小功耗,建议使用的稳压器而不采用的稳压器。处理器电源管理方式处理器有两种电源管理方式。这两种方式为等待方式和停机方式。等待方式在等待方式下,和存储器停止工作。所有外设都处于工作状态,包括内部时钟。在有中断被允许的中断产生或发生系统复位时退出等待方式。可通过将等待方式选择位设置为使进入等待状态。当等待方式选择位被置时,旦设置该位的那条指令执行完,立即进入等待状态。有中断发生后,等待方式选择位将被清除,将转入中断服务程序。从中断返回后,将进入设置等待方式选择位那条指令的下条指令。如果在等待方式下有复位条件产生,将产生正常的复位过程,将从存储器地址开始执行程序。例如,被置于等待方式,等待定时器溢出后启动次转换。旦转换过程结束,转换结束中断将从等待状态唤醒,开始处理采样值。在样本处理过程结束后......”

8、“.....同时等待下次中断。另个例子,平时处于等待方式以节省功耗,在需要时用个外部中断信号将其唤醒。在收到外部中断时,将退出等待方式并转到相应的中断服务向量例如或。停机方式的停机方式用于停止和振荡器。这将使所有数字外设都停止工作。在进入停机方式前必须用软件将所有的模拟外设关闭,只有内部或外部复位可以使处理器退出停机方式。实际上停机方式节省功耗是靠将频率降低到。注意时钟丢失检测器会产生个内部复位如果被允许,这个内部复位将结束停机方式。因此如果要使处于停机状态的时间大于时钟丢失检测器的超时时间,则在进入停机方式之前应禁止时钟丢失检测器。通过将停机方式选择位置使处理器处于停机方式。在复位时,完成正常的复位过程并从地址开始执行程序,任何有效的复位源都可以使退出停机方式。能使退出停机方式的复位源是外部复位时钟丢失检测器比较器外部转换启动信号。例如......”

9、“.....在需要工作时用用比较器复位信号将其唤醒。般来说,个低功耗的设计应采用最低的电源电压最低的频率,并尽可能地使用电源管理方式,以最大限度地节省功耗。这些条件中的大多数都可以用软件实现或控制。功耗计算在的和系列器件中消耗功率的两大部件是模拟部件和数字部件。模拟部件的功耗对于所有的频率来说几乎是不变的数字部件的功耗随着频率的不同而有较大的变化。模拟部件和数字部件的功耗加在起构成器件的总功耗。本应用笔记中所介绍的器件消耗电流的计算方法适用于和和系列器件。数据手册中总体直流电气特性节中给出了不同条件下器件的供电电流值。电流值被分为数字部件在三种示例频率下和模拟部件两部分。所给出的模拟电流值是所有模拟外设都工作时的数值。每个模拟外设的供电电流可以在数据手册中与外设相关的章节中查到。内部和外部振荡器比较除了使用较低的频率之外......”

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