低功率MCU设计--创新技术实现

控时钟。这样可以关闭运行和等待模式中未使用的外设时钟，同时还能保持相同的性能和功能。如果Kinetis器件具有大量通信模块和定时器，这一点显得尤为重要。此外，还可以用电源门控来关断未使用的内存和逻辑，进一步降低漏电流。

Kinetis MCU包括一个低功率定时器，它通过在功率降低状态启动连续的系统运作来提高灵活性。这既可以作为通用定时器使用，也可以用来与片上比较器一起对比较器输入脉冲进行计数。最后，低电压检测(LVD)单元支持两个低电压检测触发点，每触发点上有四个警告级。它可以被配置为在电源电压变化时生成复位或中断信号，从而保证内存内容和MCU系统状态的安全。

低功率触摸感应

所有Kinetis MCU都采用了飞思卡尔新推出的Xtrinsic触摸感应技术。通过创建触摸启动按钮、滑动和旋转式用户界面，Xtrinsic提供了可以替代传统机械式按键开关的现代产品。同时从美观的角度考虑，触摸感应接口还具有设计灵活、所需维护少，能支持不同感应级别和覆盖表面的功能。以上优势使得该技术不但被用于最新消费电子产品，在家电、医疗设备和工业控制面板等都得到了广泛使用。触摸感应输入(TSI)模块还能提供更多好处，该模块在启动后只需要使用最小电流加法器，就能在所有低功率模式中正常运作。这使得大量电池供电应用都可以采用触摸感应技术，而这在以前是无法实现的。

TSI模块中包括一个内部定期扫描单元，它针对低功率和运行模式提供独立的扫描间歇。这使得用户可以设置较长的扫描间歇以最大限度降低功耗。而在运行模式中可以将扫描间歇缩短，以加快触摸响应。

如图3所示，TSI模块提供可编程的高电容和低电容阈值，并且在检测到TSI事件之前CPU在该范围一直会保持休眠模式。发生触摸操作时，瞬时电极电容被检测到超出阈值定义的范围，这反过来就会触发TSI中断，并快速唤醒CPU。一旦触摸感应输入处理完毕，MCU就可以自由恢复低功率状态。TSI模块最多可以支持16个电极/按键，每个电极使用单个引脚，无需外部元件，从而降低系统成本。当电容测量分辨率降低到0.02fF时，它还可以与厚玻璃、塑料和弹性玻璃表面一起使用。此外，电极取样集成和故障检测硬件增强了系统可靠性，在嘈杂的工业环境中这是一个需重点考虑的因素。

多种应用要求采用键盘、旋转和滑动用户界面。为满足这些需求，飞思卡尔提供了触摸感应软件(TSS)库，它完全兼容CodeWarrior集成开发环境(IDE)。TSS库的特性包括智能自动校准机制(可预防环境问题)，噪声抑制算法，优化的缓冲结构(支持任何电极排列)和用于电极表征(辅以演示和应用实例)的PC GUI应用。
低功率分段LCD

分段LCD显示器常用于一些对功率敏感的应用，用于提供指令、监控系统状态以及显示操作/功能处理或提供结果。在大多数系统中，LCD可以一直供电(即使在低功耗模式中)，以便显示状态、电池使用状况或每日时段信息。因此，LCD消耗的功率不得对电池寿命产生不良影响非常重要。Kinetis K30和K40 MCU系列包括灵活的分段LCD控制器(该控制器支持大量多达320个分段的3V和5V LCD面板)，主要设计用于低功率系统。这些MCU系列支持64KB～512KB的闪存。

LCD控制器在所有CPU运行模式下运行，包括极低漏电停止模式。除非芯片在复位状态，否则屏幕将显示信息，而无需关注MCU其余部分。一个重要特性就是它能够支持闪烁模式运作，该模式允许以1/8秒、1/4秒、1/2秒、1秒、2秒、4秒和8秒的间歇打开和关闭分段，以提醒注意显示器的这一部分或仅在循环关闭一半时保留电源。由于闪烁是在LCD模块的一小部分中进行的，因此不必唤醒CPU、总线或MCU的其余部分，该MCU也能运行。屏闪烁会关闭所有分段，而在可配置的闪烁期间，备用屏幕闪烁则可以显示不同的数据。利用这个δ埽MCU无需推出低功耗模式，就可以通过支持LCD闪烁实现较低的平均功耗，如图4所示。

最大限度减少外部元件数量还有助于提高系统的电池寿命，并且LCD控制器通过电荷泵生成前面板和背板显示信号，此时电荷泵仅需要4个外部电容器。

LCD的数据还保留在距离LCD最近的位置(在面板单元上)。与LCD数据保存在芯片内部的寄存器不同，短数据路径去除了克服中央寄存器和I/O引脚之间加载所必需的驱动，这使得LCD驱动器电压域得以减小。

综合起来，这些低功耗特性可以延长许多消费电子、工业和无线LCD终端产品的使用寿命。LCD控制器的其他功能包括：能够通过软件将任意LCD引脚配置为前面板或背板，因而无需成本高昂的硬件重设计就能对LCD设计进行修改;能够防止错误显示器读数的创新分段故障检测功能;支持背板、前面板或GPIO功