Sleepモード、Idleモード、Dozeモードによる低消費電流

概要

バッテリを用いるアプリケーションで、非稼働時にCPUのモードを変更して消費電力を低減する事が可能です。dsPIC33Cの場合は「Dozeモード」「Idleモード」「Sleepモード」の3つのモードがあり(fig.1)のような動作の違いがあります。

また他に消費電力を低減させる方法として使わない周辺機能（ペリフェラル）をPMD(Peripheral module Disable)レジスタでOFFにする方法があります。

ハードウェア構成と制御ブロック

◆Idleモード、Sleepモードの場合

SW1を押すとパワーセーブモードに入ります。今回パワーセーブモードを解除するためにCLCモジュールとUARTモジュールを用います。パワーセーブ時にパソコンから適当に文字を送信するとRP58ピンのレベルが変化しますので、これをCLC1モジュールに入力するとパワーセーブが解除できます。

◆Dozeモードの場合

SW1を押すたびにDozeモードとActiveモードが切り替わります。

ソースコード

下記のマクロの値を「PS_ACTIVE」「PS_SLEEP」「PS_IDLE」「PS_DOZE」のいづれかに書き換えると各パワーセーブモードの動作を検証できます

＃define PS_MODE

/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* @file      CHAPTER_2_9_2_SLLEP_WAKE */
/* @brief     パワーセーブモード */
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* コンフィグレーション設定*/
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
//ここにコンフィグレーション設定を挿入する//
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* インクルードファイル*/
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <xc.h>
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* 定数定義*/
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
#define BRINK_PERIOD    2000000

#define PS_ACTIVE       0x0000      //110mA
#define PS_SLEEP        0x0001      //60mA
#define PS_IDLE         0x0002      //85mA
#define PS_DOZE         0x0003      //80mA
#define PS_MODE         PS_SLEEP
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* クロック設定 */
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
//ここにクロック設定ソースを挿入する//

/*--------------------------------------------------------------------------------*/
/* Main関数 */
/*--------------------------------------------------------------------------------*/
int main(int argc, char** argv) 
{
        unsigned long u4_Count = BRINK_PERIOD;
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
    /*　クロック初期化*/
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
        vds_Main_Init_Clock_Register();     /* クロック初期化 */
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
    /*　GPIO初期化*/
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
        TRISA = 0xFFFF;
        TRISB = 0xFFFF;
        TRISC = 0xFFFF;
        TRISD = 0xFFFF;
        TRISE = 0xFFFF;
        
        TRISEbits.TRISE0 = 0u;              /* LED1ピンはデジタル出力ピン */
        TRISEbits.TRISE7 = 1u;              /* SLEEPピン */
        RPOR13bits.RP59R = 1u;              /* RP59ピン出力機能選択ビット */
        RPINR45bits.CLCINAR = 58u;          /* CLC1 */ 
        RPOR17bits.RP67R = 40;              /* RD3 = CLC1out */
        
    /*---------------------------------------------------------------------------*/
    /*　CLC1*/
    /*---------------------------------------------------------------------------*/ 
        CLC1SEL = 0x0100u;
            CLC1SELbits.DS1 = 0u; /* CLCINA */
        CLC1CONH = 0x0000u;
            CLC1CONHbits.G2POL = 1u;
        CLC1GLSL = 0x0002u;
            CLC1GLSLbits.G1D1T = 1u;
        CLC1GLSH = 0x0000u;
        CLC1CONL = 0x0000u;
            CLC1CONLbits.MODE = 0u; /*AND or*/
            CLC1CONLbits.LCOE = 1u; /* 出力有効化 */
            CLC1CONLbits.INTP = 1u; /*　立ち上がり割り込み許可 */
            CLC1CONLbits.INTN = 1u; /*　立ち上がり割り込み許可 */
            CLC1CONLbits.LCEN = 1u; /*　モジュール有効化 */
                   
            INTCON2bits.GIE = 0;
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
    /*　メインルーチン*/
    /*----------------------------------------------------------------------------*/
        while(1)
        {
            if (u4_Count >(BRINK_PERIOD >> 1))
            {
                LATEbits.LATE0 = 1;
                u4_Count --;
            }
            else if (u4_Count > 0)
            {
                LATEbits.LATE0 = 0;
                u4_Count --;
            }
            else
            {
                u4_Count = BRINK_PERIOD;
            }
#if (PS_MODE == PS_ACTIVE)
            
            
#elif (PS_MODE == PS_SLEEP)
            if (PORTEbits.RE7 == 0)
            {
                IFS7bits.CLC1PIF = 0;
                IEC7bits.CLC1PIE = 1;
                LATEbits.LATE0 = 0;
                Sleep();
                IEC7bits.CLC1PIE = 0;
                IEC11bits.CLC1NIE = 0;
            }
#elif (PS_MODE == PS_IDLE)
            if (PORTEbits.RE7 == 0)
            {
                IFS7bits.CLC1PIF = 0;
                IEC7bits.CLC1PIE = 1;
                LATEbits.LATE0 = 0;
                Idle();
                IEC7bits.CLC1PIE = 0;
                IEC11bits.CLC1NIE = 0;
            }    
#elif (PS_MODE == PS_DOZE)
            if (PORTEbits.RE7 == 0)
            {
                while(PORTEbits.RE7 == 0){;}
                
                if (CLKDIVbits.DOZEN == 0)
                {
                    CLKDIVbits.DOZE = 7;
                    CLKDIVbits.DOZEN = 1;
                }
                else
                {
                    CLKDIVbits.DOZE = 0;
                    CLKDIVbits.DOZEN = 0;
                }

            }
#endif
        }
}

結果

以下に各モードの消費電流を示します。ただメインマイコンのdsPIC33CHだけで無くオンボードデバッガ用のマイコンやLED等の消費電流も含みますので、参考程度に捉えて下さい。