5.7. Minimieren des Stromverbrauches
Es sind verschiedene Möglichkeiten zu betrachten, wenn der Stromverbrauch im AVR-System gesenkt werden soll. Grundsätzlich können so oft wie möglich die verschiedenen Sleep-Modi verwendet werden, wobei diese so ausgewählt werden können, dass so wenig wie möglich Funktionen des Bausteins aktiv sind. D.h. alle Funktionen, die nicht benötigt werden, sollten abgeschaltet werden. Im Einzelfall müssen für nachfolgende Module spezielle Betrachtungen durchgeführt werden, um den geringsten möglichen Stromverbrauch zu erreichen.
Analog-Digitalwandler (ADC)
Wenn der ADC freigegeben ist, so arbeitet er auch in allen Sleep-Modi. Um den Stromverbrauch zu reduzieren muss der ADC also vor dem Eintritt in einen Sleep-Modus deaktiviert werden. Beim Wiedereinschalten des ADC wird die erste Wandlung eine erweiterte Wandlung sein, so wie es später im Kapitel zum ADC beschrieben wird.
Analog Vergleicher
Im Idle- und im ADC Noise Reduction Mode kann der Analogvergleicher abgeschaltet werden, in allen anderen Sleep-Modi ist er automatisch abgeschaltet. Wenn die interne Spannungsreferenz für den Analogvergleicher verwendet wird, kann der Analogvergleicher in allen Modi abgeschaltet werden, andernfalls ist die interne Spannungsreferenz in allen Modi aktiviert. Details sind im Kapitel über den Analogvergleicher beschrieben.
Spannungsabfall Erkennung (Brown-out Detector)
Wenn die Spannungsabfallerkennung in der Schaltung nicht verwendet wird, so kann dieses Modul abgeschaltet werden. Die Freigabe der Spannungsabfallerkennung geschieht durch Programmieren der BODEN Fuse, somit ist die Spannungsabfallerkennung in allen Sleep-Modi aktiv, d.h. sie verbraucht permanent Strom. In den unteren Sleep-Modi bedeutet dies, dass ein signifikanter Anteil des gesamten Stromverbrauchs auf die Spannungsabfallerkennung entfällt. Weitere Details folgen in späteren Kapiteln.
Interne Spannungsreferenz
Die interne Spannungsreferenz kann für die Spannungsabfallerkennung, den Analogvergleicher und den Analog-Digitalwandler verwendet werden. Wenn diese Module wie zuvor beschrieben abgeschaltet werden, so kann auch die interne Spannungsreferenz abgeschaltet werde, um den Stromverbrauch weiter zu reduzieren. Beim Wiedereinschalten benötigt die interne Spannungsreferenz eine gewisse Zeit zur Stabilisierung. Bleibt sie während eines Sleep-Modus eingeschaltet, so kann sie nach dem Aufwachen sofort wieder verwendet werden.
Watchdog Timer
Wenn der Watchdog in einer Applikation nicht benötigt wird, so sollte der Wtachdog Timer abgeschaltet werden. Andernfalls ist der Watchdog Timer auch in allen Sleep-Modi aktiv und verbraucht somit permanent Strom. In den unteren Sleep-Modi kann dies einen großen Anteil des gesamten Stromverbrauchs ausmachen.
Port Pins
Wenn ein Sleep-Modus eingeschaltet wird, können alle Port Pins so eingestellt werden, dass sie möglichst wenig Strom verbrauchen. Am wichtigsten dürfte dabei sein, dass die Port Pins keine ohmschen Lasten treiben. In den Sleep-Modi, in denen der I/O Takt cklI/O und der ADC Takt clkADC angehalten werden, werden auch die Eingangspuffer des Bausteins abgeschaltet. Dadurch ist sichergestellt, dass kein Strom durch die Eingangslogik verbraucht wird, wenn es nicht notwendig ist. In einigen Fällen wird die Eingangslogik aber benötigt, um Aufwachbendingungen zu erkennen und bleibt daher eingeschaltet. Im Punkt „Freigabe digitaler Eingänge und Sleep-Modi“ sind weitere Details beschrieben. Wenn der Eingangsbuffer freigegeben ist und das Eingangssignal ständig schwank oder ein Analogsignal mit einer Spannung über VCC/2 ist, dann verbrauchen die Eingangsbuffer sehr viel Strom.
