MSP430单片机在单电池供电的LED控制中的应用

1万 · 2015-5-19 22:07

这个主要涉及到单节碱性电池的有效利用及LED灯的有效控制的，使电池能最大效率的发挥其电源作用，延长LED灯的照明时间的。

1万 · 2015-5-19 22:07

便携式设备常采用单节的碱性电池供电，亦称作单电池供电。而 LED 是发光二极管的简称，由于其省电、寿命长和开关速度快等特点，正被广泛应用到照明领域；而部分照明设备如自行车运动爱好者的车灯、头灯以及特殊要求手电筒等又要求能够便携以便于移动，所以对系统的功耗
即电池的寿命有着严格的要求。本文针对低功耗、便携以及较低系统成本 LED 照明的要求，基于超低功耗单片机 MSP430 以及升压转换器 TPS61200，设计并完成单电池供电的 LED 照明应用。

1万 · 2015-5-19 22:08

  单电池供电的 LED  照明系统简介
考虑到业界单电池供电的 LED 照明系统的实际应用要求，需满足以下设计要求，
工作电压范围：设备供电采用常用的单节碱性电池，为 0.6~1.5V。
  低电压启动：低至 0.6V 系统也能启动。
  待机电流：超低待机功耗，待机电流<1uA
恒流驱动：LED采用恒流驱动，驱动电流在 48mA±2mA
  按键控制：通过按键实现开关机、LED照明状态和灯光闪烁示警信号状态切换等
**功能：可**上次关机时的状态

1万 · 2015-5-19 22:08

本文描述的单电池供电的 LED 照明系统以 TI MSP430F2011 和 TI TPS61200 为主芯片。MSP430 系列单片机
CPU 采用 16 位精简指令集，集成了 16 个通用寄存器以及常数发生器，极大的提高了代码的执行效率。提供了五种低功耗模式，可最大限度的延长手持设备的电池寿命。其数字控制振荡器(DCO)可在 1us 内由低功耗模式切换到活动模式。MSP430F2011 是 MSP430系列单片机中的低引脚数单片机，其中集成了带捕获/比较功能的 16 位定时器，10 个 GPIO 口和一个多用途的比较器 [1]。TPS61200是业界最低输入电压的 DC/DC升压转换器，其可在低至0.3V 的输入电压下高效工作；芯片内部集成的 1.5A开关大大简化了外部电路设计；在升压转换模式下工作效率可达 90%，非常适合在便携式产品中应用。

1万 · 2015-5-19 22:09

为达到点亮 LED 所需的导通电压，采用 TPS61200 实现单节电池电压 0.6~1.5V到 3.6V的升压变换，并用以进行 LED 的恒流驱动。由于 MSP430 的工作电压为 1.8-3.6V，所以单节干电池电压不能用于 MSP430 的直接供电，若再增加一升压电路专为 MSP430供电，这将大大增加系统成本。根据系统特点以及成本考虑，可以采用 MSP430 的供电电压取自 TPS61200 的输出。另外，由于 TPS61200的静态电流典型值为 50uA，为满足整个系统待机功耗小于 1uA的技术要求，TPS61200在系统待机时也不能工作（即不能为MSP430供电），否则很难达到系统的静态功耗要求。这样，系统待机时 MSP430处于断电状态。因此，如何实现MSP430F2011 供电，并使其实现整个系统控制，包括用比较器实现按键、按键开机自锁、关机状态**以及 LED的开关控制以及节电控制等等，也是系统的设计要点。