U microcontroller PIC riduce u metudu di analisi di u prublema di alimentazione di u sistema di alimentazione di a batteria di litio

2022/04/08

Auteur : Iflowpower -Fornitore di stazioni di energia portatili

Introduzione Dapoi l'anni 1990, cù a continuazione di riduzzione di e caratteristiche di u circuitu integratu è u currispundente novu aumentu di a densità di chip è di a frequenza operativa, a riduzione di u cunsumu d'energia hè diventata una considerazione impurtante in u disignu di u circuitu integratu submicronu è profondu sub-microscale. New cunsumu putenza crescente vi purterà una seria di prublemi, cum'è a deriva paràmetru circuit, reliability, novu costu pacchettu chip, etc Per quessa, u cunsumu putenza di u sistemu hè disignatu à traversu u sistema, soprattuttu in sistemi cù putenza batterie.

Microchip PIC Series MCU hè una bona soluzione per cuncepimentu di sistemi di microcontrollori di bassa putenza è altu rendiment. U seguitu hè un metudu di cuncepimentu di bassa putenza è un esempiu specificu per intruduce l'applicazione di microcomputer PIC di bassa putenza. 1 Metudu di cuncepimentu di bassa putenza Per fà u sistema di travaglià in un statu di bassa putenza, duvete stabilisce currettamente a cunfigurazione è u modu di travagliu di u microcontroller.

I seguenti cumminati cù u microcontroller monochip più cumunimenti utilizatu introduce u metudu di cuncepimentu di sistema di bassa putenza. 1.1 I metudi di cuncepimentu di basa Ci sò parechje tecnulugii per riduce u cunsumu di energia di u sistema, u modu di Sleep più cumunimenti utilizatu.

U prugramma eseguisce una struzzione SLEEP, è u modu di sonnu hè inseritu. À u modu Sleep, u cristallu hè firmatu, è in questu tempu, a macchina à un chip hè solu 1A currente in cundizioni di putenza 3V. Quandu u sistema funziona, u microcontrollore pò svegliate periodicamente u microcontrollore utilizendu un watchdog o un avvenimentu esternu, utilizendu switch elettronici per furnisce l'energia à u sistema per riduce u cunsumu di energia in standby di u sistema, allargà l'usu di a batteria.

A relazione trà a frequenza di travagliu è u cunsumu d'energia di u microcomputer unicu chip hè ancu assai grande, più altu hè a frequenza, più grande hè u cunsumu d'energia. In l'usu di u cristallu 32kHz, a tensione di uperazione 3V, u currente di funziunamentu tipicu di u PIC12 unicu chip, a serie PIC16 di microcomputer single-chip hè solu 15A; è quandu u cristallu 4MHz, a tensione di uperazione 5V, u currente di travagliu tipicu di u microcontroller righjunghji uni pochi MA. In parechji cunsumu d'energia bassu, a vibrazione di cristalli à bassa velocità hè assai efficace.

Se u microcontroller hè oscillazione, hè ancu pussibule di cambià a resistenza d'oscillazione attraversu l'operazione di u portu I / O, cambiendu cusì a freccia di travagliu di u microcontroller, ottenendu scopi di risparmiu energeticu. Comu mostra in a Figura 1, un pin I / O pò caccià a resistenza parallela R1 in un statu di attesa, riduce a freccia di travagliu di u microcontroller. Quandu u single-chip funziona, pudete stabilisce u pin I / O à l'output è output high level, migliurà cusì a frequenza di oscillazione.

1.2 Disegnu di circuitu oscillation in u disignu di u sistema unicu chip, u disignu di u circuitu oscillante hè una parte assai impurtante. Un circuitu d'oscillazione tipicu di u microcontrollore di a serie PIC hè mostratu in Figura 2.

In circustanze normale, i diseggiani sceglienu secondu a tabella di paràmetri datu da u fabricatore. Se u sistema funziona bè, ùn serà più migliuratu. In fatti, questu ùn hè micca adattatu.

Perchè i microcontrollers di Microchip sò diffirenti da u mudellu è a versione, a tensione di u funziunamentu hè in 2.5 à 5.5V, è a temperatura di u livellu di l'automobile pò esse in a gamma di -40 ~ -125 ° C, mentre chì solu un numeru limitatu di situazioni sò datu.

I paràmetri ambientali attuali affettanu u rendiment di u circuitu di oscillazione. Cum'è temperature alti, bassu voltage pò riduce u guadagnu di loop oscillation, è da riducendu a frequenza oscillation o difficiule à principiatu; bassu temperatura, high voltage pò fà u loop guadagnu, tantu chì u cristallu hè guidatu, ci hè dannatu periculu putenziale o oscillating travagliu circuitu High-tempu freccia armonica cresce, cresce u cunsumu putenza sistemu. Dunque, cumu cuncepisce currettamente u circuitu d'oscillazione di u sistema hè necessariu.

Riguardu à u microcontroller di a serie PIC, i passi di cuncepimentu generale sò i seguenti: 1 Selezziunà l'oscillatore di cristallo. Selezziunà u cristallu secondu a frequenza di oscillazione di u sistema. Inoltre, a temperatura di travagliu è a stabilità di freccia di l'oscillatore di cristalli hè ancu un indicatore impurtante.

2 Selezziunà u tipu di oscillator. U microcomputer monochip di a serie PIC hà modi d'oscillazione cum'è RC, LP, XT, HS. In più di u modu RC, l'scelta di u modu d'oscillazione hè in realtà l'scelta di u loop gain.

U guadagnu bassu currisponde à a freccia di oscillazione bassa, u guadagnu altu currisponde à a frequenza di oscillazione alta. In generale, secondu a frequenza di travagliu attuale, riferite à u manuale di dati per selezziunà. 3 Selezziunà C1, C2.

Ideale, assicuratevi chì u sistema pò travaglià bè sottu a temperatura alta è a tensione operativa più bassa, perchè u condensatore hè in u scopu di u manual di dati. À u listessu tempu, u C2 hè sceltu per esse più grande di u C1 per aumentà u shift di fase, cusì chì hè favurèvule à u putere di u circuitu d'oscillazione. 4 Sceglie RS.

I paràmetri di sopra sò stati scelti per determinà a dimensione di u RS. Un modu simplice hè di permette à u sistema di travaglià in a temperatura più bassa è a tensione massima, à questu tempu, deve esse l'amplitude massima di output di u circuitu di u clock. A forma d'onda di output di u pin OSC2 hè osservata cù un oscilloscopiu (nota chì a sonda di l'oscilloscopiu introduverà un condensatore à u circuitu, in generale uni pochi pf), se u piccu (ricevutu VDD) di l'onda sinusoidale (riceve VSS) hè flat o appughjà Flat, illustratu overload drive, aghjunghje 1 resistenza RS trà OSC2 è C2, generale 1KωLeft è right o menu di 1Kω.

RS ùn deve esse troppu grande, troppu generale, cusì chì l'input è output sò isolati, ci hè un grande rumore. Quandu truvate chì un RS più grande pò eliminà u driver, pudete aghjunghje un condensatore di carica C2 per cumpensà. C2 hè generalmente sceltu trà 15 ~ 33PF.

U disignu di u circuitu di oscillazione di u sistema hè assai affettatu da a stabilità è u cunsumu di energia di u sistema. In generale, quandu u sistema si sveglia da u statu SLEEP, u circuitu oscillante hè u più difficiuli di principià (in particulare u sistema travaglia in alta temperatura, pressione bassa, freccia bassa). À questu tempu, a resistenza RS facilita l'iniziu di u circuitu d'oscillazione, cum'è a resistenza di film di carbone di pocu prezzu hè propensu à u rumore biancu, aiutendu cusì u circuitu.

In più, selezziunà C2 hè un pocu più grande cà C1 à cresce u shift phase, chì hè dinù favurèvule à urìggini circuit. 2 Esempiu specificu di applicazione 2.1 Sistema di cumpusizioni è schema di bloccu Importante per microcontroller PIC, circuitu di coaching di decodificazione audio duale, circuitu integratu di voce, circuitu d'interfaccia, circuitu di cuntrollu di putenza VCC, circuitu di trasmissione di radiofrequenza, è EEPROM, ponu cumpletà u cuntrollu è coppia di apparecchi domestici. L'alarma dumanda a trasmissione automatica di l'infurmazioni di voce, cum'è mostra in Figura 3.

2.2 Funzionamentu di u Controller * Quandu u numeru di telefunu (in seguitu chjamatu una macchina lucale) hè in una sola schermu, a tensione d'ingressu di a linea telefonica cambia, facendu chì u CD40106 cambie, l'input à u CPU RB0 Segnale Interrupt appare, svegliate u CPU, u controller entre in u statu di travagliu. Cuntrolla e diverse funzioni di u controller attraversu u vasu coamental di a macchina locale.

Cum'è u cuntrollu di TV, audio, illuminazione è altra putenza elettrica. * Quandu u controller riceve u signale di sonu, u livellu di output 4 pin di u CD40106 cambia, è u signale di interruzzione hè input, u CPU hà un signalu di interruzzione, è u CPU entra in u statu di travagliu, è u signale di sonu hè cuntatu; ghjunghje à u numeru di campana stabilitu, Inserisci u controller in u statu di ricezione di u telefuninu, cumincianu à riceve u signale DTMF di trasmissione remota, è u signale ottenutu da u signalu demodulatu MT8880 hè emessu à u microcontroller à u chip unicu, i dati sò almacenati in u registru. , gestitu da u CPU, cuntrolla diverse funzioni di u controller. * Quandu u controller agisce cum'è alarme è hè in u statu di alarme, a sonda di alarme rileva u casu di impedisce a zona; quandu a sonda emette una informazione di polizia à u controller, entre in u signale di interruzzione RB5 di u CPU, u controller entra in u statu di travagliu, da u chip EEPROM Leghjite u numeru di telefuninu d'alarma predefinitu, cunvertitu in segnali DTMF, dial automaticamente, infurmazione trasferita à u utilizatore o alarme diretta in forma di voce.

2.3 Circuit d'Applicazione (1) Circuitu di Interfaccia Telefonica Telefone è Controller Adopta Controller In fronte, u telefunu hè cunnessu in serie, u telefunu pò realizà u cuntrollu di diverse funzioni di u telefuninu nantu à u controller. U circuitu di l'interfaccia hè custituitu da un circuitu di prutezzione di sovratensione, un circuitu di cunversione polare è un circuitu di dumanda di interruzzione, cum'è mostra in FIG.

1 Circuitu di prutezzione di sovrapressione. Un resistore sensibile à a pressione R hè aghjuntu à u loop di a linea telefonica, chì hè in cortu circuitu quandu a tensione à traversu i dui estremità hè più grande di a so tensione operativa, prutegge cusì u circuitu post-livellu da i periculi d'alta pressione. Quandu u voltage hè aghjuntu à i so dui estremità menu di u so voltage di u funziunamentu, a resistenza sensible à a pressione hè aperta, ùn ci hè micca impattu nantu à u travagliu di u circuitu post-livellu.

In questu disignu, a tensione di travagliu di a resistenza sensitiva à a pressione hè 220V. 2 circuitu di cunversione di polarità. Siccomu u signale AC hè trasmessu nantu à a linea telefonica, per riparà a polarità di u signale, u ponte hè aghjuntu à u circuitu, è a rectificazione d'onda piena hè realizata.

3 Circuitu di dumanda di interruzzione. Per allargà u tempu di funziunamentu di a bateria, u CPU hè in u statu di salvezza di mani in standby, è u CPU sveglia u CPU quandu a funzione di u controller hè cuntrullata quandu u telefunu remoto è a macchina locale sò implementati.

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