如何降低需要監(jiān)視外部輸入的MCU系統(tǒng)功耗
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傳感器結(jié)果也能經(jīng)過PRS搭建更復(fù)雜的系統(tǒng)。這樣就可以從邏輯上組合多個(gè)GPIO引腳來觸發(fā)一次喚醒，或使用解碼器解碼串行傳送的數(shù)據(jù)。
舉例來說，水表中旋轉(zhuǎn)葉片的運(yùn)動(dòng)可以用LESENSE來測(cè)量，而用正交計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)葉片是通過PRS連接LESENSE的。比如經(jīng)過10次旋轉(zhuǎn)后，CPU可以被喚醒以更新顯示器和使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在使用傳統(tǒng)MCU時(shí)，比較器的所有排序和控制都需要CPU參與，而通過LESENSE和PRS處理可以使CPU芯片處于深度睡眠模式。
容性檢測(cè)示例
容性檢測(cè)在控制面板和遙控等HMI應(yīng)用中很常見。原理是在RC振蕩器電路中包含容性傳感器。當(dāng)手指觸摸傳感器時(shí)，電容值發(fā)生改變，進(jìn)而改變振蕩器電路的基頻。
這種安排可以通過將LESENSE檢測(cè)引腳直接連接到外部設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。來自比較器輸出的振蕩信號(hào)被送到這個(gè)外設(shè)，每個(gè)上升沿用于增加計(jì)數(shù)值。在經(jīng)過一段設(shè)定的時(shí)間后，LESENSE將計(jì)數(shù)器值傳送給結(jié)果緩沖器，然后復(fù)位計(jì)數(shù)器。然后緩沖的結(jié)果將與閾值電平進(jìn)行比較：由于手指觸摸會(huì)導(dǎo)致更低的振蕩頻率和更小的計(jì)數(shù)值，因此LESENSE只在計(jì)數(shù)值低于閾值時(shí)才會(huì)喚醒CPU。
以這種方式實(shí)現(xiàn)的容性檢測(cè)功能所消耗的電流受幾種因素的影響，包括容性覆膜的厚度和采樣頻率。
經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于5mm的丙烯酸覆膜和5Hz的采樣頻率，每個(gè)觸摸板增加的功耗約500nA。對(duì)于4鍵觸摸、采樣頻率為5Hz的應(yīng)用來說總功耗大約是3?A。沒有采樣時(shí)的靜態(tài)功耗不到1μA。為了改善用戶體驗(yàn)，在第1次觸摸事件后采樣速度可以增加到10Hz，此時(shí)總功耗為5μA。
計(jì)算旋轉(zhuǎn)次數(shù)
正如我們已經(jīng)觀察到的那樣，旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)是LESENSE與PRS組合可以顯著降低功耗的另外一種應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)有完全不同的應(yīng)用，通常是在控制和反饋系統(tǒng)中。
典型系統(tǒng)(圖4)可以使用帶兩個(gè)線圈的感性傳感來實(shí)現(xiàn)，方法是將兩個(gè)線圈靠近一個(gè)旋轉(zhuǎn)輪放置，旋轉(zhuǎn)輪的一半則用金屬覆蓋。LESENSE足夠快的采樣每個(gè)線圈，以捕捉經(jīng)過的輪子金屬部分。每次采樣的輸出通過PRS系統(tǒng)饋送給正交計(jì)數(shù)器。如果計(jì)數(shù)器在相同方向達(dá)到定義好的旋轉(zhuǎn)次數(shù)(圖4中的3次)，它產(chǎn)生一個(gè)中斷，這個(gè)中斷就可以用來喚醒CPU。
圖3: 容性傳感器。
圖4: 計(jì)算旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
本文小結(jié)
給MCU提供感知外部世界的功能同時(shí)讓CPU處于睡眠模式的技術(shù)是降低能耗的重要手段。Energy Micro LESENSE接口可以幫助EFM32微控制器在深度睡眠模式下監(jiān)視許多不同種類的模擬傳感器。在低頻時(shí)鐘源下運(yùn)行的LESENSE可以在不到1μA的睡眠模式下監(jiān)視多達(dá)16個(gè)傳感器。典型的平均電流消耗約1.2μA。
該方案可以應(yīng)用于各種容性、感性或阻性檢測(cè)、旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)、GPIO狀態(tài)解碼或類似應(yīng)用。LESENSE還有一個(gè)完全可配置的解碼器，它能評(píng)估傳感器狀態(tài)，并在傳感器輸出的特定組合發(fā)生時(shí)或檢測(cè)到某段時(shí)間內(nèi)的匹配圖案時(shí)喚醒CPU。綜上所述，具有能源友好的傳感器實(shí)現(xiàn)永無止境，而可能性僅限于設(shè)計(jì)師的想像力。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/170667.htm
評(píng)論