0.前言

MCU實現低功耗本質而言便是停止MCU工作，通過中斷的方式重新喚醒MCU，這些中斷可以包括外部IO中斷，UART接收中斷，定時器中斷等等。如果結合嵌入式操作系統，可以在空任務或者空任務鉤子函數中進入低功耗模式，在系統滴答時鐘中斷服務函數中重新回到正常工作模式。利用操作系統進入和退出低功耗模式，需要熟悉嵌入式操作系統的空任務和系統滴答時鐘中斷，下面結合MSP430F5438和FreeRTOS總結一下如何使用嵌入式操作系統實現低功耗工作。

1.進入低功耗模式

多數嵌入式操作系統都包含一個空任務，空任務優先級最低且一直保持就緒狀態，空任務可以用于統計CPU使用率，或者讓MCU進入低功耗狀態。如果不想修改空任務，還可以通過空任務的鉤子函數插入實現低功耗的代碼。在FreeRTOS中，若需要打開空任務鉤子函數，需要在FreeRTOSConfig.h中定義configUSE_IDLE_HOOK。

#define configUSE_IDLE_HOOK1

鉤子函數中實現低功耗的代碼如下

voidvApplicationIdleHook（void）

{

/*Calledoneachiterationoftheidletask.Inthiscasetheidletask

justentersalowpowermode.*/

__bis_SR_register（LPM3_bits+GIE）;

}

在這里可打開全局中斷，若全局中斷關閉那么系統可能再也“活”不過來了。

2.退出低功耗模式

在大多數嵌入式操作系統中可以在系統滴答中斷函數中退出低功耗模式。由于MSP430的退出低功耗的指令只能在中斷中使用，所以一旦進入系統滴答中斷函數，可先退出低功耗模式。具體的代碼實現如下：

#pragmavector=configTICK_VECTOR

__interrupt__rawvoidvTickISREntry（void）

{

externvoidvPortTickISR（void）;

__bic_SR_register_on_exit（SCG1+SCG0+OSCOFF+CPUOFF）;

vPortTickISR（）;

}

該段代碼位于port.c中，在MSP430F5438分支中，系統滴答定時器采用TIMER0_A0所以configTICK_VECTOR被定義為

#define configTICK_VECTORTIMER0_A0_VECTOR

其他相關的定義可以查看FreeRTOSConfig.h文件

3.實現過程

例如某任務在t1時刻調用阻塞API，例如vTaskDelay，此時任務交出CPU使用權由OS進行任務調度。t2時刻，由于沒有其他就緒任務，OS運行空任務，在空任務的最后進入空任務鉤子函數，在空任務鉤子函數中MCU進入低功耗模式，此時可進入LPM3模式。t3時刻MCU進入低功耗模式之后，MCU停止工作。t4時刻，由于系統滴答時鐘中斷服務函數中，MCU重新處于活躍狀態，并且通過指令退出低功耗模式，此時OS任務調度器再次工作，若此時任務再次處于就緒狀態便重新運行該任務。

以上便是如何利用OS實現低功耗的基本方法，但是t3時刻和t4時刻是有反復的。例如，系統滴答時鐘ISR發生之后，OS任務調度器中并沒有就緒的任務，只能再次運行空任務，通過空任務再次進入低功耗模式，如此反復直到某任務就緒便執行任務代碼。

通過以上的分析，使用嵌入式操作系統和實現MCU低功耗并不矛盾，反而帶來了諸多方便。
來源；21ic