一, Unerežiimi tehniline olemus: dünaamilise toitehalduse tuum
Segmendi koodiekraani puhkerežiim saavutab sisuliselt energiatarbimise järkjärgulise vähenemise, lülitades välja mittevajalikud vooluringi moodulid. Selle tehniline rakendamine peab vastama kahele põhitingimusele:
Ajami lainekuju juhtimine: vahelduvpingest juhitavad segmendikoodiekraanid peavad puhkerežiimis dünaamiliselt reguleerima COM/SEG-signaalide faasisuhet. Näiteks National Technology N32L43x võib oma sisseehitatud-sisseehitatud lainekuju faasi ümberpööramise funktsiooni abil vähendada vedelkristallekraani sõidupinge töötsüklit 50%-lt 20%-le puhkerežiimis, vähendades staatilist energiatarbimist 5 μA-lt 0,8 μA-le.
Kuva sisu säilitamine: praegused kuvaandmed tuleb salvestada kaadripuhvrisse või kuva RAM-i. GD32L233 LCD-kontroller integreerib 32 × 8 ekraani RAM-i segmenti, mis suudab säilitada ekraani sisu puhkerežiimis, ilma et oleks vaja pärast ärkamist kuva andmeid uuesti lähtestada.
Tehnilisest vaatenurgast kuulub puhkerežiim vähese energiatarbega arhitektuuride{0}}kategooriasse "Dünaamiline energiahaldus" (DPM). Võttes näiteks ARM Cortex-M tuuma, saavutab selle puhkerežiim tasakaalu energiatarbimise ja reageerimiskiiruse vahel, lülitades välja protsessori kella, säilitades SRAM-i ja registri olekud ning kasutades perifeerse kella väravatehnoloogiat. Segmendikoodiekraani draiveriahela puhul tuleb seda haldust laiendada LCD-draiveri moodulile, konfigureerides LCD_CR-registris SLP-biti, et viia draiver vähese energiatarbega olekusse.
2, puhkerežiimi juurutamise tee: riistvaratarkvara koostöö
1. Riistvarakihi tugi: spetsiaalsete draiverikiipide ja MCU-de sügav integreerimine
Kaasaegsete tööstuslike segmentide koodiekraanide puhkerežiim sõltub suuresti spetsiaalsete draiverikiipide ja MCU-de koostööst
Draiveri kiibi taseme optimeerimine: näiteks HT1621 ja muud draiverikiibid on sisseehitatud-laadimispumba ahelad, mis võivad laadimispumba puhkerežiimis automaatselt välja lülitada, vähendades toiteallika voolu 200 μA-lt 2 μA-le. Samal ajal saab selle sisemist skannimise ajastusgeneraatorit konfigureerida nii, et see vähendab energiatarbimist unerežiimis sisu skannimise sagedusega1Hz. 80%.
MCU välisseadmete integreerimine: GD32L233 LCD-kontroller toetab STOP2 režiimi, milles LCD-draiver jätkab tööd, kui protsessor, PLL ja muud moodulid on välja lülitatud, vähendades süsteemi energiatarbimist tavarežiimis 3 mA-lt 2 μA-ni. Peamine on dünaamiline kella allika ja draivi režiimi vahel ümberlülitamine, konfigureerides LCDCCFLK biti LCDEN-i ja LCDCCF_G-registri.
2. Tarkvarakihi juhtimine: katkestage äratus-ja oleku hooldus
Puhkerežiimi tarkvara juurutamine peab lahendama kaks põhiprobleemi.
Sisenemine vähese energiatarbega režiimi-: konfigureerides MCU toitehaldusregistri (nt STM32 PWR_CR) ja kombineerides selle SLEEP-käsuga, lülitub süsteem puhkerežiimi. Näiteks ATmega8 puhul on vaja seada MCUCR registri SE-biti väärtuseks 1 ja konfigureerida SM2-SM0 bitid, et valida puhkerežiimi tüüp (nt energiasäästurežiim).
Äratusmehhanismi ülesehitus: tüüpiliste -äratusallikate hulka kuuluvad RTC taimerid, välised katkestused (nt klahvipäästikud), siini aktiivsuse tuvastamine jne. Siemensi SCALANCE W seadme näitel juhib selle puhkerežiim allavoolu seadmete toiteallikat DI/DO kontaktide kaudu, kasutades samal ajal kliendi D{-}äratuskontakti{3}}. Ärkamisaega- saab juhtida 100 μs jooksul.
3, Tööstuse rakendusjuhtumid: hüpe teooriast praktikasse
1. Nutikas arvesti: puhkerežiim saavutab 10-aastase aku kasutusea
Ühefaasiliste{0}}nutiarvestite puhul peab segmendikoodi ekraan pidevalt kuvama teavet, nagu aku tase ja aeg. GD32L233 kasutavas skeemis ärkab süsteem RTC-taimeri kaudu iga minut, värskendab kuva andmeid ja siseneb STOP2 režiimi. Tegelikud katseandmed näitavad, et voolutarve on tavalises kuvarežiimis 3 mA, samal ajal kui puhkerežiimis langeb see 2 μA-ni. Koos 4000 mAh liitiumakuga võib aku teoreetiline eluiga ulatuda 10 aastani. Peamised tehnilised punktid hõlmavad järgmist:
Ekraanisisu dünaamiline värskendus: värskendage ainult andmeid, mis muutuvad-äratusperioodi jooksul (nt aku taseme väärtused), hoidke staatiline sisu (nt ühikute sümbolid) muutumatuna ja vähendage kuvadraiverite arvu.
Kella allika optimeerimine: unerežiimis kasutatakse kellaallikana LSI-d (madala -kiirusega sisemist kella), mille sagedus on 32 kHz ja energiatarve väheneb 90% võrreldes HSI-ga (kiire -kiire sisemine kell).
2. Tööstuslikud HMI-seadmed: koostöö puhkerežiimi ja puutetundliku{1}}äratuse vahel
Tööstuslikes inim{0}}masinliidese (HMI) seadmetes kasutatakse segmendikoodiekraane sageli koos mahtuvuslike puutenuppudega. National Technology N32L43x lahenduses saavutab süsteem puutetundliku ärkamise-, konfigureerides TOUCHCTRL-i registri: nupu tuvastamisel äratab riistvara automaatselt MCU ja taastab ekraanidraiveri funktsiooni LCD_Makeup kaudu. Selle skeemi kohaselt on puhkerežiimi energiatarve 1,2 μA ja äratus{8}}reaktsiooniaeg alla 50 ms, mis vastab tööstusobjektide reaalajas{10}}nõuetele.
3. Kaasaskantavad meditsiiniseadmed: puhkerežiimi ja vähese energiatarbega{1}}side integreerimine
Kaasaskantavate vere glükoosimõõturite puhul peab segmendikoodi ekraan töötama koos Bluetoothi madala energiatarbega (BLE) mooduliga. Nordic nRF52832 lahenduses on süsteem ühendatud LCD-ekraani puhkerežiimiga, konfigureerides BLE-i SLEEP-režiimi: kui BLE lülitub sügavasse unerežiimi, lülitub LCD sünkroonselt unerežiimi, vähendades energiatarbimist tavarežiimis 8 mA-lt 3 μA-ni. ärkamisaeg-80 μs, tagades sujuva ühenduse andmeedastuse ja kuvavärskenduste vahel.
