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分析便携式工业测量应用延长电池寿命的诀窍

钜大LARGE  |  点击量:771次  |  2020年12月24日  

在便携式工业测量应用中延长电池寿命的诀窍


电池寿命关于便携使用来说至关重要。与烟雾探测器、安全设备和恒温器相同,厂生产的电池要使用长达10年。因此,扩展电池寿命数已成为便携式使用计划中的关键组成部分。


为了最大限度地延长电池寿命,规划者要将系统的均匀电流消耗降至最低。为了达到这一目的,选择各种低功耗的运行形式和合适的元器件是非常重要的。关于低功耗的操作,包括关机模式和实时时钟待机模式。其重要组成部分包括:单片机、电源和信号链路元件。由于mcu在成本、外围设备规划、CPU架构和片上资源集成方面各不相同,因此为特定用途选择最佳mcu变得更具挑战性。


在便携式工业测量方面,要选择最合适的MCU,必须优先考虑关键的要求,如更长的电池寿命,高性能的模拟外设和丰富的用户界面。这里有一些建议,如何完成最大的电池寿命规划者。


应该是


1.在待机模式下尽量减少当前消耗。在许多可移植应用中,CPU的空闲时间超过99%。在这种情况下,当前的消耗会逐渐过渡到休闲的形式,用户可以选择进入完全关机的形式,或者等待外部暂停直到被唤醒,也可以使用按时器进行实时的时钟操作。


2.选择唤醒时间最短的MCU。目前MCU的运行消耗是最大的。在单片机的唤醒过程中,即从空闲状态进入工作状态,CPU的工作状态值远远高于当前的工作状态值。因此,计划者应该考虑使用mcu来唤醒并尽快编码。一般来说,我们含义的时间之间的时间暂停发生和时钟返回到它的快速和稳定的操作作为唤醒时间。在图中,德州仪器MSP430F20x1的中止唤醒时间小于200纳秒。


3.选择低功率欠压复位(BOR)保护。任何便携式设备都要BOR或低压检测,以确保当电源电压低于规定值时系统能够自动复位。许多mcu供应欠压保护,但额定电流消耗新增20至70微安。由于这种保护功能必须始终在运行中,规划者应考虑使用低功率BOR功能。例如TI公司的MSP43016位单片机就具有零功耗保护功能。


4.尽可能地提高集成。一些MCU集成特性消除了对高分辨率A/D、运算放大器和12位D/A板的需求。这些集成的功能可以用于寄存器通信,从而用更多的电流消耗来代替串行通信。任何添加到电路板上的元件都会导致漏电电流的新增。


不应该


1.只根据一个标准的主页信息选择一个MCU。规划者必须仔细阅读维护良好的数据手册,并注意最坏情况下的操作温度、极限参数和操作电压。


2.想当然地认为不同供应商的MCU操作形式是相同的。事实上,MCU的当前成本因供应商而异。例如,MCU供应商可能不会供应在给定操作条件下通用的所有功能。


3.选择多种电源。有些计划要多种或混乱的电源。由于在大多数情况下,电源是持续工作的,因此使用低压差动调节器或升压变换器的成本可能很高,因为它不仅新增了成本,而且还会导致更大的均匀电流消耗。考虑使用3V电源。


4.选择轮询监测。一些mcu提倡无限循环,这样您就可以遍历您想要监视的所有外围设备。这是一种低效的方法,会新增CPU负载并新增当前消耗。考虑使用具有优秀中止支持的MCU。例如,一些低功耗mcu具有最多支持两个8位端口的中止向量,而其他mcu支持很少的I/O。


5.CPU滥用。一个常见的要求是仔细阅读用户手册,以确保充分利用MCU供应的特性。重要的是要意识到,你执行的每一行无用的代码都会浪费一些电池电量。一个低功耗的MCU应该有硬件特性来保持CPU关闭,而外设执行不要任何处理的特定任务。


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