微控制器的省电管理

• 　　新唐科技的NUC1xx包含NUC101、NUC100、NUC120、NUC130和NUC140，是以ARM Cortex-M0为核心的32位微控制器(MCU)，经由不同时钟的设定，最高可以达到50MHz的运作频率。然而在一般简单控制或系统负载较低时，CPU并不需要执行在最高的运行时钟下即可应付所需要的计算量。这时候，便可以利用系统时钟的控制来降低时钟，以达到省电的目的。

  　　另一种情况是CPU因为等待下一个工作或只需要久久工作一次时，就可以先将CPU进入Idle或Power Down模式，等到一定的时间之后或是有特定的事件发生时，才被唤醒过来进行相关事件的处理。同时，如果系统内没有用到的系统模块，也可以将其关闭以节省不必要的耗电。本文介绍各种不同的省电方法的原理，并提供相关的范例说明。

  　　开关系统模块

  　　在新唐科技NUC1xx中，为了省电的需求，当某个系统模块不使用时，可以将其输入时钟关闭，使其进入关闭的模式，依此来达到省电的效果。在NUC1xx中，几乎所有的系统模块都可以各别被关闭，这些模块包括：Watch Dog Timer、RTC、Timer0~3、I2C0~1、SPI0~3、UART0~2、PWM0~7、CAN、USB、ADC、ACMP、PS2、PDMA、 Flash ISP。不过，并非每颗芯片都包含了所有模块功能，例如CAN模块只在NUC130和NUC140才有此功能，详细说明请参考各芯片的相关文件。

  　　各模块的相关耗电如表1所示。
  

  　　新唐科技NUC1xx藉由关闭各模块时钟的方式来达到关闭各模块的目的，所以要关闭模块就必须设定相关的时钟控制缓存器。NUX1xx提供AHBCLK Register与APBCLK Register，来控制上文所列出各模块的开关。

  　　系统时钟设定

  　　新唐科技NUC1xx本身的耗电量和它的运行时钟有很大关系。如果运行的时钟高，则耗电高，反之则比较省电，但同时CPU就可能无法负荷大量的运算。因此，如果要同时兼顾大量运算跟省电，就必须能够根据实际上的需求来调整CPU的工作时钟，以求达到最佳的运作效率。

  　　NUC1xx内建了PLL，能使用外部12MHz的晶振或是内部22M振荡器产生系统所需的时钟，由PLL所产生的时钟再经过适当除频，即可作为CPU的工作频率。另外NUC1xx也提供经由外部32KHz的晶振或是内部10KHz 振荡器直接供给作为CPU工作频率的方式。因此，NUC1xx对于工作时钟的设定，提供了很大的灵活性。

  　　IDLE省电模式