MSP430的低功耗特性在蓝牙产品中的应用
在介绍
MSP430F447单片机和LBMx-2002蓝牙模块的特点和功能的基础上，着重介绍了单片机和蓝牙系统的各种低功耗工作特性，并充分利用其节能特性实现MSP430F447单片机在便携式蓝牙产品中的应用。关键词：
MSP430低功耗蓝牙LBMx-2002蓝牙技术是一项新兴的计算机与通信方面的短距离(10m～100m)无线电信号传输标准，是一种面向低功耗的无线技术。在实际应用中，尽管蓝牙功耗很小，但是蓝牙在工作时天线发射所需要的功耗相对来说仍然较大，因此在小型便携式产品中为了实现小容量电池供电?熏需要考虑如何进一步降低功耗、延长电池的使用时间。本文介绍TI公司MSP430系列中F447单片机以及LGInnotek公司Class2蓝牙模块LBMx-2002的特点和使用，并介绍如何利用它们本身具有的各种低功耗运行方式最大限度地降低系统功耗，以较小的硬件尺寸、较好的便携性和移动性实现点对点或者一点对多点的无线数据和信息的传输。1系统结构典型的蓝牙应用系统如图1所示。系统由多个可移动的蓝牙从设备(SLAVE)、一个负责与蓝牙从设备建立连接的蓝牙主设备(MASTER)以及一台管理计算机组成。
蓝牙接入装置硬件结构以蓝牙从设备为例。系统由
MSP430F447、LBMx-2002蓝牙模块、RS-232接口、串行存储器、LCD显示屏以及微带天线组成。单片机通过UART1控制蓝牙模块的工作。作为从设备需要主设备发起连接，未建立连接时，一直处在等待连接状态。数据链路建立后，单片机接收蓝牙模块返回的数据，并将数据通过LCD屏显示。RS-232接口用于配置从设备信息，如从设备的ID、安全连接PIN码等。从设备信息由计算机通过RS-232接口发送给单片机，单片机将其保存在内部的Flash或者扩展的串行存储器中。MSP430F447单片机MSP430F447工作电压范围1.8V～3.6V。在1MHz时，不同运行模式下的额定工作电流为0.1μA～400μA，具有五种节能工作方式，可以使系统在保证正常运行条件下最大限度地降低功耗。内部具有硬件乘法器、FLL+时钟系统、12位A/D、模拟比较器和定时器模块，还包括六个I/O端口以及两个硬件UART。另外，它还支持高达160段位的LCD驱动器，可以不另外增加液晶驱动模块而直接连接LCD显示屏。单片机内部具有电源电压管理单元，可以很方便地实现电池电压监测。
蓝牙支持三种节能工作模式：HOLD模式、SNIFF模式和PARK模式。在HOLD模式下，只有一个内部计数器工作。当处于HOLD模式的单元被激活，数据传递立即重新开始。HOLD模式一般用于连接多个PICONET的情况。在SNIFF模式下，从设备降低了从微微网“收听”消息的速率，“呼吸”间隔也可以适当调整。在PARK模式下，设备依然与微微网同步但没有数据传送。工作在PARK模式下的设备放弃了MAC地址，偶尔收听主设备的消息并恢复同步，检查广播消息。这三种工作模式以PARK模式节能效率最高，依次是HOLD模式和SNIFF模式。软件流程图通过表1可以看出?熏蓝牙建立连接后在PARK模式条件下的消耗电流最低，通过控制蓝牙的工作状态与MSP430的低功耗模式相结合，可以极大地降低系统工作电流，延长电池的使用时间。在本文的蓝牙接入装置中，通过单片机外接高频晶振、关闭频率锁定环FLL+等内部模块，将单片机的节能模式设定到了LPM3，只要保持辅助时钟ACLK活跃，就可以响应蓝牙模块通过UART返回的数据和消息。蓝牙模块建立连接后，只要没有数据传输，就将其工作模式置为PARK模式。
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