【導(dǎo)讀】本應(yīng)用描述了如何降低僅需要定期使用μP的系統(tǒng)功耗。通過(guò)使用去抖IC電路,可以將μP設(shè)置為在較長(zhǎng)的定時(shí)器周期內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控,從而允許其在剩余時(shí)間內(nèi)進(jìn)入低功耗模式。結(jié)果,總功率降低。
本應(yīng)用描述了如何降低僅需要定期使用μP的系統(tǒng)功耗。通過(guò)使用去抖IC電路,可以將μP設(shè)置為在較長(zhǎng)的定時(shí)器周期內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控,從而允許其在剩余時(shí)間內(nèi)進(jìn)入低功耗模式。結(jié)果,總功率降低。
長(zhǎng)周期計(jì)時(shí)器的一個(gè)主要應(yīng)用是遠(yuǎn)程天氣數(shù)據(jù)站。這些站點(diǎn)定期測(cè)量環(huán)境條件,并將結(jié)果傳輸?shù)街醒胧占O(shè)施。由于這些小型氣象站通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū),在多云天氣期間依賴太陽(yáng)能電池供電,因此功率效率是其設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。尺寸和成本也是突出的考慮因素。
對(duì)于全表面貼裝、低功耗、長(zhǎng)周期定時(shí)器,可以采用最少組件配置。這種設(shè)計(jì)可以通過(guò)兩個(gè)低成本組件和固件來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)允許微控制器(μC)進(jìn)入“睡眠模式”來(lái)降低功耗。之后,μC被喚醒以執(zhí)行定期計(jì)劃的測(cè)量。圖1所示電路利用雙CMOS開關(guān)去抖器(U1)中的額外部分來(lái)完成此任務(wù)。
圖1.除了對(duì)微控制器的RESET輸入進(jìn)行去抖動(dòng)外,該雙開關(guān)去抖動(dòng)器IC(U1)的未使用部分還用于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期定時(shí)器功能。
μC (U2) 提供 32 字節(jié)的 RAM 和 1232 字節(jié)的 EPROM。(還提供低成本、一次性可編程版本。雙通道去抖器 U1 的 IN1/OUT1 引腳配置為對(duì) μC 的系統(tǒng)復(fù)位脈沖進(jìn)行去抖動(dòng)。IN2/OUT2 對(duì)配置為長(zhǎng)周期計(jì)時(shí)器。為此,電容C1和U63內(nèi)部的1kΩ(典型值)上拉電阻構(gòu)成時(shí)間常數(shù)。
當(dāng)C1電壓達(dá)到U50的輸入電壓閾值時(shí),U1啟動(dòng)1ms延遲。在此延遲之后,OUT2 打開 n 溝道數(shù)字 FET N1,該 FET N1 必須保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間才能使 C2 完全放電,為下一個(gè)定時(shí)周期做準(zhǔn)備。IN50 的第二個(gè)轉(zhuǎn)換(從高到低)啟動(dòng)另一個(gè) <>ms 延遲。在此延遲之后,循環(huán)重復(fù)。因此,可以使用以下公式計(jì)算計(jì)時(shí)器周期:
周期 (s) = (63k × C1 × (?ln(1 ?VT/VCC)) + 0.1秒)
表1顯示了輸入閾值電壓(VT)適用于各種工作電壓 (VCC)).
Threshold versus VCC Voltage For MAX6817 Switch Debouncer | |
Table System Voltage, VCC | T989able Threshold Voltage, VT |
2.7V | 1.30V |
3.0V | 1.45V |
3.3V | 1.50V |
5.0V | 2.00V |
以下公式可用于確定所需計(jì)時(shí)器周期的 C1 值:
C1 = (Period - 0.1s)/(63k × (?ln(1 ?VT/VCC)))
其中“周期”等于所需的時(shí)間延遲(以秒為單位)。
遠(yuǎn)程氣象站每隔一定時(shí)間間隔進(jìn)行報(bào)告,收集站記錄這些報(bào)告的時(shí)間。由于時(shí)序并不重要,因此C1電容器可以是容差±20%的鉭型電容器。如果需要更嚴(yán)格的時(shí)序,可以用表面貼裝陶瓷電容器代替C1。
選擇數(shù)字FET N1是因?yàn)槠涞碗娖綎艠O驅(qū)動(dòng),使其能夠在3至5V電路中正常工作。如果替換不同的FET,則必須能夠在U1將輸出狀態(tài)更改為低電平之前完全放電C1。具體來(lái)說(shuō),它應(yīng)該提供一個(gè)放電時(shí)間(5RDSONC1) 小于 50 毫秒。如果需要盡可能短的周期,可以通過(guò)移除C1將U10配置為1Hz穩(wěn)定多諧振蕩器(使N1的漏極連接到U3的引腳1)。
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