一, Tehnička bit načina mirovanja: srž dinamičkog upravljanja energijom
Način mirovanja zaslona segmentnog koda u biti postiže postupno smanjenje potrošnje energije isključivanjem nebitnih modula kruga. Njegova tehnička implementacija treba zadovoljiti dva ključna uvjeta:
Kontrola valnog oblika pogona: Zasloni segmentnog koda pokretani izmjeničnim naponom trebaju dinamički prilagoditi fazni odnos COM/SEG signala u načinu mirovanja. Na primjer, National Technology N32L43x može smanjiti radni ciklus pogonskog napona LCD-a s 50% na 20% u načinu mirovanja putem svoje ugrađene-funkcije promjene faze valnog oblika, smanjujući statičku potrošnju energije s 5 μA na 0,8 μA.
Zadržavanje sadržaja zaslona: Trenutačni podaci zaslona moraju biti pohranjeni u međuspremniku okvira ili RAM-u zaslona. LCD kontroler GD32L233 integrira 32 × 8 segmenata RAM-a zaslona, koji može održavati sadržaj zaslona u stanju mirovanja bez potrebe za ponovnom inicijalizacijom podataka zaslona nakon buđenja.
Iz tehničke perspektive, način mirovanja pripada kategoriji "Dynamic Power Management" (DPM) u arhitekturama niske-potrošnje. Uzimajući za primjer jezgru ARM Cortex-M, njezin način mirovanja postiže ravnotežu između potrošnje energije i brzine odziva isključivanjem takta CPU-a, očuvanjem stanja SRAM-a i registara i korištenjem tehnologije usmjeravanja perifernog sata. Za upravljački krug zaslona segmentnog koda, ovo upravljanje treba proširiti na LCD pogonski modul konfiguriranjem SLP bita u LCD_CR registru da se pogonski program stavi u-stanje niske potrošnje energije.
2, Implementacijski put načina mirovanja: Zajednički dizajn hardverskog softvera
1. Podrška za hardverski sloj: Duboka integracija namjenskih upravljačkih čipova i MCU-ova
Način mirovanja kodnih zaslona modernog industrijskog segmenta uvelike ovisi o suradnji između namjenskih pogonskih čipova i MCU-ova
Optimizacija razine upravljačkog čipa: Na primjer, HT1621 i drugi upravljački čipovi imaju ugrađene-krugove pumpe punjenja koji mogu automatski isključiti pumpu punjenja u stanju mirovanja, smanjujući struju napajanja s 200 μA na 2 μA. U isto vrijeme, njegov interni generator vremena skeniranja može se konfigurirati kao "način skeniranja mirovanja" za ažuriranje sadržaja zaslona na frekvenciji od 1Hz, smanjujući potrošnju energije za 80%.
MCU periferna integracija: LCD kontroler GD32L233 podržava STOP2 način rada, u kojem LCD upravljački program nastavlja raditi dok su CPU, PLL i drugi moduli isključeni, smanjujući potrošnju energije sustava s 3 mA u normalnom načinu rada na 2 μ A. Ključno je dinamičko prebacivanje između izvora takta i načina pogona konfiguriranjem LCDEN i LCDCLK bitova u LCD_CFG registru.
2. Kontrola softverskog sloja: prekid buđenja-i održavanje stanja
Softverska implementacija načina mirovanja treba riješiti dva ključna problema:
Ulazak u-način niske potrošnje: Konfiguriranjem registra za upravljanje napajanjem MCU-a (kao što je PWR_CR od STM32) i njegovim kombiniranjem s instrukcijom SLEEP, sustav ulazi u način mirovanja. Na primjer, u ATmega8, potrebno je postaviti SE bit MCUCR registra na 1 i konfigurirati SM2-SM0 bitove za odabir vrste načina mirovanja (kao što je način rada za uštedu energije).
Dizajn mehanizma buđenja: Tipični izvori-buđenja uključuju RTC tajmere, vanjske prekide (kao što su ključni okidači), otkrivanje aktivnosti sabirnice, itd. Uzimajući Siemens SCALANCE W opremu kao primjer, njegov način mirovanja kontrolira napajanje nizvodnih uređaja putem DI/DO kontakata, dok koristi klijentov D-OUT kontakt za postizanje hardverskog buđenja-. Vrijeme-buđenja može se kontrolirati unutar 100 μs.
3, Slučajevi primjene u industriji: Skok od teorije do prakse
1. Pametni mjerač: Način mirovanja postiže 10 godina trajanja baterije
U jednofaznim -pametnim mjeračima, ekran segmentnog koda treba kontinuirano prikazivati informacije kao što su razina baterije i vrijeme. U shemi koja koristi GD32L233, sustav se budi svake minute kroz RTC mjerač vremena, ažurira podatke na zaslonu i ulazi u način rada STOP2. Stvarni testni podaci pokazuju da je potrošnja energije 3 mA u normalnom načinu prikaza, dok pada na 2 μ A u stanju mirovanja. U kombinaciji s litijskom baterijom od 4000 mAh, teoretski vijek trajanja baterije može doseći 10 godina. Ključne tehničke točke uključuju:
Dinamičko ažuriranje sadržaja zaslona: ažurirajte samo podatke koji se mijenjaju tijekom-razdoblja buđenja (kao što su vrijednosti razine baterije), ostavite statični sadržaj (kao što su simboli jedinica) nepromijenjenim i smanjite broj upravljačkih programa zaslona.
Optimizacija izvora takta: LSI (unutarnji sat niske-brzine) koristi se kao izvor takta u načinu mirovanja, s frekvencijom od 32 kHz i smanjenjem potrošnje energije od 90% u usporedbi s HSI (unutarnji sat velike{3}}brzine).
2. Industrijska HMI oprema: Suradnja između načina mirovanja i buđenja-dodirom
U industrijskim uređajima sučelja čovjek-stroj (HMI), zasloni segmentnog koda često se koriste zajedno s kapacitivnim tipkama na dodir. U rješenju National Technology N32L43x, sustav postiže buđenje dodirom-konfiguriranjem registra TOUCHCTRL: kada se otkrije gumb, hardver automatski budi MCU i vraća upravljački program zaslona putem funkcije LCD_Makeup. Prema ovoj shemi, potrošnja energije u načinu mirovanja iznosi 1,2 μA, a vrijeme-odzivnog odziva za buđenje manje je od 50 ms, što zadovoljava-zahtjeve industrijskog vremena u stvarnom vremenu.
3. Prijenosni medicinski uređaji: integracija načina mirovanja i komunikacije niske-napone
U prijenosnim mjeračima glukoze u krvi, ekran segmentnog koda mora raditi zajedno s Bluetooth Low Energy (BLE) modulom. U Nordic nRF52832 rješenju, sustav je povezan s načinom mirovanja LCD-a konfiguriranjem načina mirovanja BLE-a: kada BLE uđe u stanje dubokog mirovanja, LCD sinkrono ulazi u način mirovanja, smanjujući potrošnju energije s 8 mA u normalnom načinu rada na 3 μ A. Prilikom buđenja, BLE modul pokreće LCD wake-gore preko GPIO pina, s izmjereno vrijeme buđenja-od 80 μs, osiguravajući besprijekornu vezu između prijenosa podataka i ažuriranja zaslona.
