一, Tehnička suština režima mirovanja: jezgro dinamičkog upravljanja energijom
Režim mirovanja ekrana koda segmenta u suštini postiže postupno smanjenje potrošnje energije isključivanjem nebitnih modula kola. Njegova tehnička implementacija treba da ispuni dva osnovna uslova:
Kontrola valnog oblika pogona: Segmentni kodni ekrani koji se pokreću naizmjeničnim naponom moraju dinamički prilagoditi fazni odnos COM/SEG signala u režimu mirovanja. Na primjer, National Technology N32L43x može smanjiti radni ciklus napona pokretanja LCD-a sa 50% na 20% u načinu mirovanja putem svoje ugrađene-funkcije preokretanja faze talasnog oblika, smanjujući statičku potrošnju energije sa 5 μ A na 0,8 μ A.
Zadržavanje sadržaja prikaza: Trenutni podaci o prikazu moraju biti pohranjeni u međuspremniku okvira ili RAM-u zaslona. LCD kontroler GD32L233 integriše 32 × 8 segmenata RAM-a ekrana, koji može održavati sadržaj ekrana u stanju mirovanja bez potrebe za ponovnim pokretanjem podataka na ekranu nakon buđenja.
Iz tehničke perspektive, način mirovanja pripada kategoriji "Dynamic Power Management" (DPM) u arhitekturi niske{0}}napone. Uzimajući ARM Cortex-M jezgro kao primjer, njegov način mirovanja postiže ravnotežu između potrošnje energije i brzine odziva isključivanjem CPU takta, očuvanjem stanja SRAM-a i registra, te korištenjem periferne tehnologije gajtinga takta. Za kolo upravljačkog programa ekrana segmentnog koda, ovo upravljanje treba proširiti na modul LCD drajvera konfiguriranjem SLP bita u LCD_CR registru da se drajver stavi u stanje niske{5}}napone.
2, Put implementacije režima mirovanja: Kolaborativni dizajn hardverskog softvera
1. Podrška za hardverski sloj: Duboka integracija namjenskih upravljačkih čipova i MCU-ova
Sleep mod modernih industrijskih segmentnih kodnih ekrana uvelike ovisi o suradnji između namjenskih upravljačkih čipova i MCU-a
Optimizacija nivoa upravljačkog čipa: Na primjer, HT1621 i drugi upravljački čipovi imaju ugrađena- kola pumpe za punjenje koja mogu automatski isključiti pumpu za punjenje u stanju mirovanja, smanjujući struju napajanja sa 200 μ A na 2 μ A. U isto vrijeme, njegov interni generator vremena skeniranja može se konfigurirati kao "sleep za ažuriranje potrošnje energije u režimu mirovanja", smanjenje potrošnje energije 1. 80%.
MCU periferna integracija: LCD kontroler GD32L233 podržava STOP2 način rada, u kojem LCD drajver nastavlja da radi dok su CPU, PLL i drugi moduli isključeni, smanjujući potrošnju energije sistema sa 3mA u normalnom režimu na 2 μ A. Ključ je da se dinamički prebaci između izvora takta i režima pogona konfigurisanjem LCD bita LCDFGEN u LCD registru_CLK.
2. Kontrola softverskog sloja: prekid buđenja-i održavanje stanja
Softverska implementacija načina mirovanja mora riješiti dva ključna problema:
Ulazak u režim niske-napone: Konfiguracijom registra upravljanja napajanjem MCU-a (kao što je PWR_CR od STM32) i kombinovanjem sa SLEEP instrukcijom, sistem ulazi u stanje mirovanja. Na primjer, u ATmega8, potrebno je podesiti SE bit MCUCR registra na 1 i konfigurirati SM2-SM0 bitove za odabir tipa mirovanja (kao što je način uštede energije).
Dizajn mehanizma za buđenje: Tipični izvori{0}}buđenja uključuju RTC tajmere, vanjske prekide (kao što su okidači na ključu), detekciju aktivnosti magistrale, itd. Uzimajući Siemens SCALANCE W opremu kao primjer, njegov način mirovanja kontrolira napajanje nizvodnih uređaja preko DI/DO kontakata, dok koristi D- OUT kontakt klijenta za postizanje hardverskog wake kontakta. Vrijeme buđenja{5}}može se kontrolisati unutar 100 μs.
3, Slučajevi primjene u industriji: Skok od teorije do prakse
1. Pametni mjerač: Način mirovanja postiže 10-godišnji vijek trajanja baterije
Kod jednofaznih{0}}pametnih mjerača, ekran koda segmenta treba kontinuirano prikazivati informacije kao što su nivo baterije i vrijeme. U šemi koja koristi GD32L233, sistem se budi svake minute preko RTC tajmera, ažurira podatke na ekranu i ulazi u STOP2 mod. Stvarni podaci testa pokazuju da je potrošnja energije 3mA u normalnom načinu prikaza, dok pada na 2 μ A u stanju mirovanja. Zajedno s litijumskom baterijom od 4000 mAh, teoretski vijek trajanja baterije može doseći 10 godina. Ključne tehničke tačke uključuju:
Dinamičko ažuriranje sadržaja ekrana: Ažurirajte samo podatke koji se mijenjaju tokom perioda buđenja-(kao što su vrijednosti nivoa baterije), zadržite statički sadržaj (kao što su simboli jedinica) nepromijenjenim i smanjite broj upravljačkih programa ekrana.
Optimizacija izvora takta: LSI (mali-interni sat) se koristi kao izvor takta u režimu mirovanja, sa frekvencijom od 32kHz i smanjenjem potrošnje energije od 90% u poređenju sa HSI (-internim taktom velike brzine).
2. Industrijska HMI oprema: Saradnja između Sleep moda i touch wake-
U industrijskim uređajima{0}}mašinskog interfejsa (HMI), ekrani segmentnih kodova se često koriste zajedno sa kapacitivnim tasterima na dodir. U rješenju National Technology N32L43x, sistem postiže buđenje dodirom-konfiguracijom registra TOUCHCTRL: kada se detektuje dugme, hardver automatski budi MCU i vraća drajver ekrana preko funkcije LCD_Makeup. Prema ovoj šemi, potrošnja energije u načinu mirovanja je 1,2 μ A, a vrijeme odziva-buđenja je manje od 50 ms, što zadovoljava zahtjeve{10}}u realnom vremenu industrijskih lokacija.
3. Prijenosni medicinski uređaji: integracija načina mirovanja i komunikacije niske{1}}napone
U prijenosnim mjeračima glukoze u krvi, ekran segmentnog koda treba da radi u kombinaciji s Bluetooth Low Energy (BLE) modulom. U Nordic nRF52832 rješenju, sistem je povezan sa režimom mirovanja LCD-a konfiguracijom SLEEP moda za BLE: kada BLE uđe u duboko spavanje, LCD sinhrono ulazi u stanje mirovanja, smanjujući potrošnju energije sa 8mA u normalnom načinu rada na 3 μ A. Kada se probudi, BLE modul}wava{5} aktivira se{5} na LCD-u. izmjereno-vrijeme buđenja od 80 μs, osiguravajući besprijekornu vezu između prijenosa podataka i ažuriranja ekrana.
