一، جوهر فنی حالت خواب: هسته مدیریت انرژی پویا
حالت Sleep صفحه کد سگمنت اساساً با خاموش کردن ماژولهای مدار غیر ضروری به کاهش تدریجی مصرف برق دست مییابد. اجرای فنی آن باید دو شرط اصلی را برآورده کند:
کنترل شکل موج درایو: صفحههای کد قطعه که توسط ولتاژ AC هدایت میشوند باید رابطه فاز سیگنالهای COM/SEG را در حالت خواب به صورت پویا تنظیم کنند. به عنوان مثال، فناوری ملی N32L43x میتواند چرخه وظیفه ولتاژ محرک LCD را از 50% به 20% در حالت Sleep از طریق عملکرد معکوس فاز شکل موج حرکتی داخلی خود کاهش دهد و مصرف برق ساکن را از 5 μA به 0.8 μA کاهش دهد.
حفظ محتوای نمایشگر: داده های نمایش فعلی باید در یک فریم بافر یا رم نمایشگر ذخیره شوند. کنترلر LCD GD32L233 32 × 8 بخش از RAM صفحه نمایش را ادغام می کند که می تواند محتوای نمایشگر را در حالت Sleep بدون نیاز به شروع مجدد داده های صفحه نمایش پس از بیدار شدن نگه دارد.
از منظر فنی، حالت خواب به دسته «مدیریت توان پویا» (DPM) در معماریهای کم مصرف- تعلق دارد. با در نظر گرفتن هسته ARM{2}}M به عنوان مثال، حالت Sleep آن با خاموش کردن ساعت CPU، حفظ SRAM و وضعیت های ثبت و استفاده از فناوری گیت ساعت محیطی، تعادلی بین مصرف انرژی و سرعت پاسخ به دست می آورد. برای مدار درایور صفحه نمایش کد بخش، این مدیریت باید با پیکربندی بیت SLP در رجیستر LCD_CR به ماژول درایور LCD گسترش یابد تا درایور در حالت کم مصرف- قرار گیرد.
2، مسیر پیاده سازی حالت خواب: طراحی مشترک نرم افزار سخت افزار
1. پشتیبانی از لایه سخت افزاری: ادغام عمیق تراشه های درایور اختصاصی و MCU
حالت خواب صفحههای کد بخش صنعتی مدرن به شدت به همکاری بین تراشههای درایور اختصاصی و MCU وابسته است.
بهینهسازی سطح تراشه درایور: به عنوان مثال، HT1621 و سایر تراشههای درایور مدارهای پمپ شارژی را تعبیه کردهاند که میتوانند بهطور خودکار پمپ شارژ را در حالت Sleep خاموش کنند و جریان منبع تغذیه را از 200 μA به 2 μA کاهش دهند. در همان زمان، مولد زمانبندی اسکن داخلی آن را میتوان بهعنوان «بهروزرسانی فرکانس در حالت Sleep1 مصرف انرژی» پیکربندی کرد. 80 درصد
یکپارچهسازی محیطی MCU: کنترلکننده LCD GD32L233 از حالت STOP2 پشتیبانی میکند، که در آن درایور LCD در حالی که CPU، PLL و سایر ماژولها خاموش هستند به کار خود ادامه میدهد و مصرف برق سیستم را از 3 میلی آمپر در حالت عادی به 2 میکرو آمپر کاهش میدهد. کلید این است که به صورت دینامیکی بین منبع ساعت و حالت درایو با پیکربندی LCD_CF و ثبت بای LCDENG، بین منبع ساعت و حالت درایو سوئیچ کنید.
2. کنترل لایه نرم افزار: وقفه بیدار- و نگهداری وضعیت
پیادهسازی نرمافزار حالت Sleep باید دو مشکل اصلی را برطرف کند:
ورود به حالت کم مصرف{0}: با پیکربندی رجیستر مدیریت توان MCU (مانند PWR_CR STM32) و ترکیب آن با دستورالعمل SLEEP، سیستم وارد حالت خواب میشود. به عنوان مثال، در ATmega8، لازم است بیت SE رجیستر MCUCR را روی 1 تنظیم کنید و بیت های SM2{8}}SM0 را برای انتخاب نوع حالت خواب (مانند حالت صرفه جویی در مصرف انرژی) پیکربندی کنید.
طراحی مکانیزم بیدار شدن: منابع بیدار شدن معمولی- شامل تایمرهای RTC، وقفه های خارجی (مانند کلیدهای فعال)، تشخیص فعالیت اتوبوس، و غیره است. با در نظر گرفتن تجهیزات SCALANCE W Siemens به عنوان مثال، حالت Sleep آن منبع تغذیه دستگاه های پایین دستی را از طریق مخاطبین DI/DO کنترل می کند، در حالی که از تماس گیرنده D- برای رسیدن به سخت افزار استفاده می کند. زمان بیدار شدن{5}}را می توان در عرض 100 میکرو ثانیه کنترل کرد.
3، موارد کاربردی صنعت: جهش از تئوری به عمل
1. سنج هوشمند: حالت خواب به عمر باتری 10 ساله دست می یابد
در کنتورهای هوشمند تک فاز، صفحه کد بخش باید به طور مداوم اطلاعاتی مانند سطح باتری و زمان را نمایش دهد. در طرح با استفاده از GD32L233، سیستم هر دقیقه از طریق یک تایمر RTC بیدار می شود، داده های نمایشگر را به روز می کند و وارد حالت STOP2 می شود. داده های آزمایش واقعی نشان می دهد که مصرف برق در حالت نمایش عادی 3 میلی آمپر است، در حالی که در حالت خواب به 2 میکرو آمپر کاهش می یابد. همراه با یک باتری لیتیومی 4000 میلی آمپر ساعتی، عمر باتری تئوری می تواند به 10 سال برسد. نکات فنی کلیدی عبارتند از:
نمایش بهروزرسانی پویا محتوا: فقط دادههایی را که در طول دوره بیداری تغییر میکنند (مانند مقادیر سطح باتری) بهروزرسانی کنید، محتوای ثابت (مانند نمادهای واحد) را بدون تغییر نگه دارید، و تعداد درایورهای نمایشگر را کاهش دهید.
بهینه سازی منبع ساعت: LSI (ساعت داخلی با سرعت پایین) به عنوان منبع ساعت در حالت خواب، با فرکانس 32 کیلوهرتز و کاهش مصرف انرژی 90٪ در مقایسه با HSI (ساعت داخلی با سرعت{3} بالا) استفاده می شود.
2. تجهیزات HMI صنعتی: همکاری بین حالت خواب و بیدار شدن با لمس{1}}
در دستگاههای واسط ماشین (HMI) صنعتی، صفحه نمایش کد بخش اغلب همراه با دکمههای لمسی خازنی استفاده میشود. در راه حل فناوری ملی N32L43x، سیستم با پیکربندی رجیستر TOUCHCTRL به بیدار شدن لمسی میرسد: وقتی یک دکمه شناسایی میشود، سختافزار بهطور خودکار MCU را بیدار میکند و درایور نمایشگر را از طریق عملکرد LCD_Makeup بازیابی میکند. بر اساس این طرح، مصرف انرژی حالت خواب 1.2 میکروآمپر است و زمان پاسخ{8}بیدار شدن کمتر از 50 میلیثانیه است که نیازهای{10}زمان واقعی سایتهای صنعتی را برآورده میکند.
3. دستگاههای پزشکی قابل حمل: ادغام حالت خواب و ارتباطات کم مصرف-
در دستگاه اندازه گیری قند خون قابل حمل، صفحه نمایش کد سگمنت باید در ارتباط با ماژول کم انرژی بلوتوث (BLE) کار کند. در راه حل Nordic nRF52832، سیستم با پیکربندی حالت SLEEP BLE به حالت Sleep LCD متصل می شود: زمانی که BLE وارد خواب عمیق می شود، LCD به طور همزمان وارد حالت Sleep می شود، مصرف برق را از 8mA در حالت عادی به 3 μ A کاهش می دهد. هنگام بیدار شدن از خواب، ماژول wake BLE از طریق GPI 5} را شروع می کند. زمان بیدار شدن{6} 80 میکرو ثانیه، اطمینان از اتصال یکپارچه بین انتقال داده و بهروزرسانیهای نمایشگر.
