一 Techninė miego režimo esmė: dinaminio energijos valdymo pagrindas
Segmentinio kodo ekrano pristabdytosios veiksenos režimu iš esmės pasiekiamas laipsniškas energijos suvartojimo mažinimas, išjungiant nebūtinus grandinės modulius. Jo techninis įgyvendinimas turi atitikti dvi pagrindines sąlygas:
Pavaros bangos formos valdymas: kintamosios srovės įtampos valdomi segmentinio kodo ekranai turi dinamiškai reguliuoti COM/SEG signalų fazių santykį miego režimu. Pavyzdžiui, „National Technology N32L43x“ gali sumažinti skystųjų kristalų ekrano važiavimo įtampos darbo ciklą nuo 50 % iki 20 % pristabdytosios veiksenos režimu, naudodama įmontuotą -vairavimo bangos formos fazės keitimo funkciją, sumažindama statinės energijos sąnaudas nuo 5 μA iki 0,8 μA.
Ekrano turinio išlaikymas: dabartiniai rodymo duomenys turi būti saugomi kadrų buferyje arba ekrano RAM. GD32L233 skystųjų kristalų valdiklis integruoja 32 × 8 ekrano RAM segmentus, kurie gali palaikyti ekrano turinį miego režimu ir nereikia iš naujo inicijuoti ekrano duomenų po pabudimo.
Techniniu požiūriu miego režimas priklauso mažai energijos naudojančių architektūrų dinaminio energijos valdymo (DPM) kategorijai. Kaip pavyzdį paėmus ARM Cortex-M branduolį, jo miego režimas pasiekia energijos suvartojimo ir reakcijos greičio pusiausvyrą išjungiant procesoriaus laikrodį, išsaugant SRAM ir registro būsenas bei naudojant periferinio laikrodžio blokavimo technologiją. Segmentinio kodo ekrano tvarkyklės grandinėje šis valdymas turi būti išplėstas iki LCD tvarkyklės modulio, LCD_CR registre sukonfigūruojant SLP bitą, kad tvarkyklė būtų įjungta į mažos{5}}galios būseną.
2, Miego režimo įgyvendinimo kelias: aparatinės įrangos programinės įrangos bendradarbiavimas
1. Aparatūros sluoksnio palaikymas: gilus specialių tvarkyklių lustų ir MCU integravimas
Šiuolaikinių pramoninių segmentų kodų ekranų miego režimas labai priklauso nuo tam skirtų tvarkyklės lustų ir MCU bendradarbiavimo.
Tvarkyklės lusto lygio optimizavimas: pavyzdžiui, HT1621 ir kitose tvarkyklių lustuose yra įtaisytos-įkrovimo siurblio grandinės, kurios gali automatiškai išjungti įkrovimo siurblį miego režimu, sumažindamos maitinimo srovę nuo 200 μA iki 2 μA. Tuo pačiu metu jo vidinį nuskaitymo laiko generatorių galima sukonfigūruoti kaip „sumažinant energijos suvartojimą miego režimu, nuskaitant turinį1Hz“. 80 proc.
MCU periferinė integracija: GD32L233 LCD valdiklis palaiko STOP2 režimą, kuriame LCD tvarkyklė ir toliau veikia, kai CPU, PLL ir kiti moduliai yra išjungti, sumažinant sistemos energijos suvartojimą nuo 3 mA įprastu režimu iki 2 μ A. Svarbiausia yra dinamiškai perjungti laikrodžio šaltinį ir pavaros režimą, konfigūruojant LCDCCFLK bitų LCDEN ir LCD CCF_G registrą.
2. Programinės įrangos lygmens valdymas: nutraukti pažadinimo-ir būsenos priežiūrą
Pristabdytosios veiksenos programinės įrangos diegimas turi išspręsti dvi pagrindines problemas:
Mažos{0}}galios režimo įjungimas: sukonfigūravus MCU energijos valdymo registrą (pvz., STM32 PWR_CR) ir sujungus jį su SLEEP instrukcija, sistema persijungia į miego režimą. Pavyzdžiui, ATmega8 reikia nustatyti MCUCR registro SE bitą į 1 ir sukonfigūruoti SM2-SM0 bitus, kad pasirinktumėte miego režimo tipą (pvz., energijos taupymo režimą).
Pažadinimo mechanizmo dizainas: tipiniai pažadinimo- šaltiniai yra RTC laikmačiai, išoriniai pertraukimai (pvz., klavišų paleidikliai), magistralės veiklos aptikimas ir kt. Pavyzdžiui, „Siemens SCALANCE W“ įranga, jos miego režimas valdo tolesnių įrenginių maitinimą per DI/DO kontaktus, o naudojant kliento D-pažadinimo kontaktą{3}}. Pabudimo-laiką galima valdyti per 100 μs.
3, Pramonės taikymo atvejai: šuolis nuo teorijos prie praktikos
1. Išmanusis matuoklis: miego režimu baterija veikia 10 metų
Vienfazių{0}}išmaniųjų skaitiklių segmento kodo ekrane turi būti nuolat rodoma tokia informacija, kaip akumuliatoriaus įkrovos lygis ir laikas. Schemoje, kurioje naudojama GD32L233, sistema pabunda kiekvieną minutę per RTC laikmatį, atnaujina ekrano duomenis ir pereina į STOP2 režimą. Faktiniai bandymo duomenys rodo, kad įprastu ekrano režimu sunaudojama 3 mA energijos, o miego režimu sumažėja iki 2 μA. Kartu su 4000 mAh ličio baterija, teorinis baterijos veikimo laikas gali siekti 10 metų. Pagrindiniai techniniai punktai apima:
Ekrano turinio dinaminis atnaujinimas: atnaujinkite tik tuos duomenis, kurie keičiasi pažadinimo- laikotarpiu (pvz., akumuliatoriaus lygio reikšmes), nepakeiskite statinio turinio (pvz., vienetų simbolių) ir sumažinkite ekrano tvarkyklių skaičių.
Laikrodžio šaltinio optimizavimas: LSI (mažo -greičio vidinis laikrodis) naudojamas kaip laikrodžio šaltinis pristabdytosios veiksenos režimu, kurio dažnis yra 32 kHz, o energijos suvartojimas sumažėja 90 %, palyginti su HSI (didelės spartos vidinis laikrodis).
2. Pramoninė HMI įranga: miego režimo ir jutiklinio pažadinimo{1}}bendradarbiavimas
Pramoniniuose žmogaus{0}}mašinos sąsajos (HMI) įrenginiuose segmentinio kodo ekranai dažnai naudojami kartu su talpiniais jutikliniais mygtukais. Nacionalinės technologijos N32L43x sprendime sistema pasiekia jutiklinį pažadinimą-konfigūravusi TOUCHCTRL registrą: kai aptinkamas mygtukas, aparatinė įranga automatiškai pažadina MCU ir atkuria ekrano tvarkyklę per LCD_Makeup funkciją. Pagal šią schemą miego režimo energijos suvartojimas yra 1,2 μA, o pažadinimo{8}}reagavimo laikas yra mažesnis nei 50 ms, o tai atitinka pramonės objektų{10}}realaus laiko reikalavimus.
3. Nešiojamieji medicinos prietaisai: pristabdytosios veiksenos ir mažos-galios ryšio integravimas
Nešiojamuose gliukozės kiekio kraujyje matuokliuose segmento kodo ekranas turi veikti kartu su Bluetooth Low Energy (BLE) moduliu. Nordic nRF52832 sprendime sistema susieta su skystųjų kristalų ekrano miego režimu, sukonfigūruojant BLE SLEEP režimą: kai BLE pereina į gilų miego režimą, LCD sinchroniškai pereina miego režimą, sumažindamas energijos suvartojimą nuo 8mA įprastu režimu iki 3 μA. Pabudus BLE modulis suaktyvina GPIO, suaktyvina GPIO. 80 μs pažadinimo-laikas, užtikrinantis sklandų ryšį tarp duomenų perdavimo ir ekrano atnaujinimų.
