一, Tehnično bistvo načina mirovanja: jedro dinamičnega upravljanja porabe energije
Način mirovanja zaslona segmentne kode v bistvu doseže postopno zmanjšanje porabe energije z izklopom nebistvenih modulov vezja. Njegova tehnična izvedba mora izpolnjevati dva ključna pogoja:
Nadzor valovne oblike pogona: Zasloni segmentne kode, ki jih poganja AC napetost, morajo dinamično prilagoditi fazno razmerje signalov COM/SEG v načinu mirovanja. Nacionalna tehnologija N32L43x lahko na primer zmanjša delovni cikel pogonske napetosti LCD-ja s 50 % na 20 % v načinu mirovanja prek vgrajene-funkcije obračanja faze v obliki valov, s čimer zmanjša statično porabo energije s 5 μA na 0,8 μA.
Ohranjanje vsebine zaslona: Trenutni podatki zaslona morajo biti shranjeni v medpomnilniku okvirja ali RAM-u zaslona. Krmilnik LCD GD32L233 vključuje 32 × 8 segmentov RAM-a zaslona, ki lahko vzdržuje vsebino zaslona v načinu mirovanja brez potrebe po ponovni inicializaciji podatkov zaslona po prebujanju.
S tehničnega vidika spada način mirovanja v kategorijo »Dynamic Power Management« (DPM) v arhitekturah z nizko{0}}porabo energije. Če za primer vzamemo jedro ARM Cortex-M, njegov način mirovanja doseže ravnovesje med porabo energije in odzivno hitrostjo z izklopom takta procesorja, ohranjanjem stanja SRAM in registra ter uporabo tehnologije strirovanja periferne ure. Za vezje gonilnika zaslona segmentne kode je treba to upravljanje razširiti na modul gonilnika LCD s konfiguracijo bita SLP v registru LCD_CR, da se gonilnik postavi v stanje nizke-porabe energije.
2, Implementacijska pot načina mirovanja: Skupna zasnova strojne programske opreme
1. Podpora za sloj strojne opreme: globoka integracija namenskih gonilnikov in mikrokontrolerjev
Način mirovanja kodnih zaslonov sodobnega industrijskega segmenta je zelo odvisen od sodelovanja med namenskimi gonilniškimi čipi in mikrokontrolerji
Optimizacija ravni gonilnikov: na primer, HT1621 in drugi gonilniki imajo na primer vgrajena -vezja črpalke za polnjenje, ki lahko samodejno izklopijo črpalko za polnjenje v načinu mirovanja, s čimer zmanjšajo napajalni tok z 200 μA na 2 μA. Hkrati je mogoče njegov notranji časovni generator skeniranja konfigurirati kot "način skeniranja v stanju pripravljenosti", da posodablja vsebino zaslona pri frekvenci 1 Hz, kar zmanjša porabo energije za 80 %
Periferna integracija MCU: Krmilnik LCD GD32L233 podpira način STOP2, v katerem gonilnik LCD nadaljuje z delom, medtem ko so CPE, PLL in drugi moduli izklopljeni, kar zmanjša porabo energije sistema s 3 mA v običajnem načinu na 2 μ A. Ključno je dinamično preklapljanje med virom ure in načinom pogona s konfiguracijo bitov LCDEN in LCDCLK v registru LCD_CFG.
2. Nadzor programske plasti: prekinitev bujenja-in vzdrževanje stanja
Programska izvedba načina mirovanja mora obravnavati dve ključni težavi:
Vstop v-način nizke porabe: S konfiguracijo registra za upravljanje porabe MCU (kot je PWR_CR STM32) in združitvijo z ukazom SLEEP sistem preide v način mirovanja. Na primer, v ATmega8 je treba nastaviti bit SE registra MCUCR na 1 in konfigurirati bite SM2-SM0 za izbiro vrste načina mirovanja (kot je način varčevanja z energijo).
Zasnova mehanizma za prebujanje: tipični viri za{0}}bujenje vključujejo časovnike RTC, zunanje prekinitve (kot so sprožilci tipk), zaznavanje dejavnosti vodila itd. Če vzamemo za primer opremo Siemens SCALANCE W, njen način mirovanja nadzoruje napajanje naprav v nižji točki prek kontaktov DI/DO, medtem ko uporablja odjemalčev kontakt D-OUT za doseganje prebujanja-strojne opreme. Čas bujenja je mogoče nadzirati znotraj 100 μs.
3, Primeri uporabe v industriji: preskok iz teorije v prakso
1. Pametni merilnik: Način mirovanja doseže 10-letno življenjsko dobo baterije
Pri eno-faznih pametnih števcih mora zaslon kode segmenta stalno prikazovati informacije, kot sta raven baterije in čas. V shemi, ki uporablja GD32L233, se sistem vsako minuto zbudi prek časovnika RTC, posodobi podatke na zaslonu in vstopi v način STOP2. Dejanski testni podatki kažejo, da je poraba energije 3 mA v običajnem načinu prikaza, medtem ko pade na 2 μA v načinu mirovanja. Skupaj z litijevo baterijo s 4000 mAh lahko teoretična življenjska doba baterije doseže 10 let. Ključne tehnične točke vključujejo:
Dinamična posodobitev vsebine zaslona: Posodobite samo podatke, ki se spremenijo med-obdobjem bujenja (kot so vrednosti ravni baterije), ohranite nespremenjeno statično vsebino (kot so simboli enot) in zmanjšajte število gonilnikov zaslona.
Optimizacija vira ure: LSI (notranja ura z nizko-hitrostjo) se uporablja kot vir ure v načinu mirovanja s frekvenco 32 kHz in zmanjšanjem porabe energije za 90 % v primerjavi s HSI (notranja ura z visoko{3}}hitrostjo).
2. Industrijska oprema HMI: sodelovanje med načinom mirovanja in prebujanjem na dotik-
V industrijskih napravah vmesnika človek{0}}stroj (HMI) se zasloni s segmentno kodo pogosto uporabljajo v povezavi s kapacitivnimi gumbi na dotik. V rešitvi National Technology N32L43x sistem doseže bujenje na dotik s konfiguracijo registra TOUCHCTRL: ko je zaznan gumb, strojna oprema samodejno prebudi MCU in obnovi gonilnik zaslona prek funkcije LCD_Makeup. Po tej shemi je poraba energije v načinu mirovanja 1,2 μA, odzivni-čas prebujanja pa je krajši od 50 ms, kar izpolnjuje-zahteve industrijskega časa v realnem času.
3. Prenosne medicinske naprave: integracija načina mirovanja in komunikacije z nizko-porabo energije
Pri prenosnih merilnikih glukoze v krvi mora zaslon s segmentno kodo delovati v povezavi z modulom Bluetooth Low Energy (BLE). V rešitvi Nordic nRF52832 je sistem povezan z načinom mirovanja LCD-ja s konfiguracijo načina mirovanja BLE: ko BLE preklopi v način globokega spanja, LCD sinhrono preklopi v način mirovanja, kar zmanjša porabo energije z 8 mA v običajnem načinu na 3 μ A. Ko se prebudi, modul BLE sproži prebujanje LCD-ja-prek zatiča GPIO z izmerjen-čas prebujanja 80 μs, kar zagotavlja brezhibno povezavo med prenosom podatkov in posodobitvami zaslona.
