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12.电源管理与低功耗设计
12.1电源管理的基本概念
电源管理是嵌入式系统设计中的一个重要环节，特别是在电池供电的设备中。低功耗设计的目标是在满足系统功能需求的前提下，尽可能减少功耗，延长电池使用寿命。TivaC系列（基于TM4C123）微控制器提供了多种电源管理模式和低功耗特性，帮助开发者实现高效的电源管理。
12.2电源管理模块概述
TM4C123系列微控制器的电源管理模块主要包括以下几个部分：
低功耗模式：支持多种低功耗模式，如Sleep、Deep-Sleep、Standby等。
电压调节器：内置的电压调节器可以自动调整供电电压，以适应不同的工作模式。
电源管理寄存器：通过配置这些寄存器，可以控制微控制器的电源管理行为。
唤醒源：支持多种唤醒源，如外部中断、定时器中断等。
12.3低功耗模式
TM4C123系列微控制器支持多种低功耗模式，每种模式都有其特定的功耗和唤醒时间。了解这些模式的特性和应用场景，对于实现低功耗设计至关重要。
12.3.1Sleep模式
Sleep模式是最低功耗的工作模式之一。在这种模式下，CPU停止运行，但外设可以继续工作。Sleep模式的主要特点包括：
功耗：典型功耗在几微安到几十微安之间。
唤醒时间：相对较快，通常在几微秒到几十微秒之间。
应用场景：适用于需要频繁唤醒和进入低功耗状态的场景，如传感器节点。
进入Sleep模式示例：
#includetm4c123gh6pm.h
voidenterSleepMode(void){
//配置系统控制寄存器，进入Sleep模式
SYSCTL-SRCC=~SYSCTL_SRCOS_OSCRUN;//关闭主振荡器
SYSCTL-SRCR0|=SYSCTL_SRCR0_WDT0;//重置WDT0
NVIC-ICPR[0]=(1(NVIC_WDT0_IRQCH-16));//清除WDT0中断标志
NVIC-ISER[0]=(1(NVIC_WDT0_IRQCH-16));//使能WDT0中断
NVIC-ICPR[0]=(1(NVIC_GPIOA_IRQCH-16));//清除GPIOA中断标志
NVIC-ISER[0]=(1(NVIC_GPIOA_IRQCH-16));//使能GPIOA中断
//配置GPIO作为唤醒源
GPIO_PORTA-IM=0x01;//使能PA0中断
GPIO_PORTA-IS=0x00;//PA0为电平中断
GPIO_PORTA-IBE=0x00;//PA0不使用双边沿中断
GPIO_PORTA-IEV=0x01;//PA0为上升沿中断
GPIO_PORTA-ICR=0x01;//清除PA0中断标志
GPIO_PORTA-AFSEL=~0x01;//禁用PA0的复用功能
GPIO_PORTA-PCTL=~0x0000000F;//清除PA0的复用功能
GPIO_PORTA-DIR=~0x01;//PA0设置为输入
GPIO_PORTA-PUR|=0x01;//PA0使能上拉电阻
//进入Sleep模式
__WFI();//等待中断
}
intmain(void){
//初始化GPIO
SYSCTL-RCGCGPIO|=SYSCTL_RCGCGPIO_R0;//使能GPIOA时钟
while((SYSCTL-PRGPIOSYSCTL_PRGPIO_R0)!=SYSCTL_PRGPIO_R0){}//等待GPIOA时钟稳定
//配置PA0为外部中断输入
GPIO_PORTA-DEN|=0x01;//PA0设置为数字输入
GPIO_PORTA-IM=0x01;//使能PA0中断
GPIO_PORTA-IS=0x00;//PA0为电平中断
GPIO_PORTA-IBE=0x00;//PA0不使用双边沿中断
GPIO_PORTA-IEV=0x01;//PA0为上升沿中断
GPIO_PORTA-ICR=0x01;//清除PA0