關于RL78的CPU在工業工廠和廠房中，希望降低環境傳感器系統的維護成本時，可以通過降低傳感器功耗來實現。這周我們繼續來談談瑞薩電子的產品是如何做到的吧。

以每10秒進行一次測量的系統為例，在待機狀態下，需要測量時間間隔（10秒）。也就是說，必須要有一組保持運行狀態的定時器。除此之外，待機模式必須能夠處理外部信號輸入（外部中斷或串行數據）。測量的操作狀態和待機狀態的范例如（圖6）所示。

* 圖6 測量操作和待機期間的處理流程（雙擊圖片放大）

G11待機功能的說明如下。G11提供三種不同的待機模式，分別稱為HALT，STOP和SNOOZE（圖7）。

* 圖7 RL78/G11 的三種待機模式（雙擊圖片放大）

HALT模式從CPU的Run模式進入，當收到中斷時，CPU返回Run模式。在HALT模式下，幾乎所有外圍功能都可以操作。

STOP模式與HALT模式一樣是從CPU的Run模式進入的，當收到中斷時，CPU返回Run模式。某些定時器、安全功能和DOC（數據操作電路）在此模式無法使用，但其他外圍功能仍可操作。

SNOOZE模式是一種特殊模式，當微控制器接收到串行數據，A/D轉換結束信號，或DTC（Data Transfer Controller，數據傳輸控制器）啟動源請求時，系統從STOP模式進入SNOOZE模式。如果產生中斷，CPU會被喚醒，否則微控制器還是返回STOP模式。SNOOZE模式是一種可以進行串行數據通訊、A/D轉換和緩存器設置（DTC 的緩存器重寫）的待機模式，該模式下并不會喚醒CPU。

微控制器的功耗取決于模式，通常可以如下排序：

STOP < SNOOZE < HALT < CPU RUN

功耗往右側是增加。Run模式和STOP模式之間，操作電流（電源的電流特性）的比較，結果如下。

CPU Run模式：1.4 mA（24 MHz操作，HS模式，-40oC至+85oC，典型值）

STOP模式：0.25μA（+25oC，典型值）

在此可以看出，STOP 模式下的電流消耗僅為Run模式的0.02％。

在G11的STOP模式下，可以進行間隔定時器的操作。間隔定時器用于定期從停止模式返回到Run模式，來獲取粉塵傳感器數據。外部信號輸入可以通過STOP和SNOOZE模式的組合來處理，進而可以滿足來自外部系統的測量結果查詢需求。G11提供的ELC（Event Link Controller，事件鏈接控制器）和DTC功能，可用于檢測外部中斷，操作間隔定時器和使用比較器匹配。

快速異常檢測和無延遲處理

本節介紹檢測到錯誤（異常）時的處理方法。

制造廠房中的環境傳感器，檢測到異常情況時，可能的處理流程如（圖8）所示。圖中所示的步驟，需要以最小的延遲執行，即使微控制器當時處于待機模式也是一樣。

* 圖8 檢測到異常時的處理步驟（雙擊圖片放大）

例如，在以10秒間隔進行測量的系統中，如果在測量完成后立即發生異常（CPU從Run變為Standby），則在最糟糕的情況下，CPU可能不會在10秒內喚醒（圖9（a））。對于要確保對異常的快速反應，這就是個問題。因此，CPU在停止（待機狀態）時也能夠進行異常檢測的系統，就會受到期待。使用G11時，STOP和SNOOZE模式的組合，可用于監控傳感器輸出，并在待機期間也能觸發警報信號（圖9（b））。

* 圖9 檢測到異常時的CPU操作（雙擊圖片放大）

（圖10）圖標了利用G11的外圍功能，進行異常檢測的方法。在圖（10（b））中，DOC在沒有CPU干預的情況下，執行16位比較、加法和減法。在（圖10（a）和（b））中，DTC執行緩存器操作，例如在CPU停止期間進行內存之間的數據傳輸。G11還提供中斷標志輸出功能，輸出INTFO信號。通過這些功能的適當組合，可以在不喚醒CPU的情況下輸出警報信號。

* 圖10 使用RL78/G11外圍進行異常檢測（雙擊圖片放大）

當異常檢測和或警報輸出完成時，微控制器返回CPU Run模式。由于諸如切換頻率，和等待芯片內置振蕩器穩定的過程，這種類型的喚醒操作，通常需要幾十微秒。但是，使用G11，通過選擇合適的工作時鐘頻率，以及正確的閃存操作模式，CPU喚醒時間可以縮短到4到5微秒（圖4）。

異常檢測和警報信號輸出的同時系統會產生一次中斷，可以快速觸發喚醒 CPU，以便順利進行后續處理。雖然可能有些情況下，需要對異常做出更直接的反應，但在大多數情況下，5微秒的反應時間已經夠短了。

瑞薩電子網站上

提供的文件和有用的工具

這里描述的方法，也就是將微控制器的待機功能，用于環境傳感器系統上的方法，也可以應用于其他類型 的系統。為了推廣G11待機功能的理解和運用，瑞薩電子在其網站上提供了應用說明和范例程序代碼。

同時，瑞薩電子還向用戶免費提供一套易于使用的可視化程序設計工具——Applilet EZ PL for RL78（版本2.00）。邏輯電路、定時器、一般用途邏輯、微控制器功能等，都在GUI面板上顯示，并且可以加以組合，來創建微控制器程序。使用精靈格式（wizard format）也可以輕松完成待機功能設置。