分析便攜式工業(yè)測(cè)量應(yīng)用延長電池壽命的訣竅
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-13 12:56
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在便攜式工業(yè)測(cè)量應(yīng)用中延長電池壽命的訣竅
電池壽命對(duì)于便攜使用來說至關(guān)重要。與煙霧探測(cè)器、安全設(shè)備和恒溫器一樣，工廠生產(chǎn)的電池需要使用長達(dá)10年。因此，擴(kuò)展電池壽命數(shù)已成為便攜式使用計(jì)劃中的關(guān)鍵組成部分。
為了最大限度地延長電池壽命，規(guī)劃者需要將系統(tǒng)的均勻電流消耗降至最低。為了達(dá)到這一目的，選擇各種低功耗的運(yùn)行形式和合適的元器件是非常重要的。對(duì)于低功耗的操作，包括關(guān)機(jī)模式和實(shí)時(shí)時(shí)鐘待機(jī)模式。其主要組成部分包括:單片機(jī)、電源和信號(hào)鏈路元件。由于mcu在成本、外圍設(shè)備規(guī)劃、CPU架構(gòu)和片上資源集成方面各不相同，因此為特定用途選擇最佳mcu變得更具挑戰(zhàn)性。
在便攜式工業(yè)測(cè)量方面，要選擇最合適的MCU，必須優(yōu)先考慮關(guān)鍵的要求，如更長的電池壽命，高性能的模擬外設(shè)和豐富的用戶界面。這里有一些建議，如何完成最大的電池壽命規(guī)劃者。
應(yīng)該是
1. 在待機(jī)模式下盡量減少當(dāng)前消耗。在許多可移植應(yīng)用中，CPU的空閑時(shí)間超過99%。在這種情況下，當(dāng)前的消耗會(huì)逐漸過渡到休閑的形式，用戶可以選擇進(jìn)入完全關(guān)機(jī)的形式，或者等待外部暫停直到被喚醒，也可以使用定時(shí)器進(jìn)行實(shí)時(shí)的時(shí)鐘操作。
2. 選擇喚醒時(shí)間最短的MCU。目前MCU的運(yùn)行消耗是最大的。在單片機(jī)的喚醒過程中，即從空閑狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，CPU的工作狀態(tài)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前的工作狀態(tài)值。因此，計(jì)劃者應(yīng)該考慮使用mcu來喚醒并盡快編碼。一般來說，我們定義的時(shí)間之間的時(shí)間暫停發(fā)生和時(shí)鐘返回到它的快速和穩(wěn)定的操作作為喚醒時(shí)間。在圖中，德州儀器MSP430F20x1的中止喚醒時(shí)間小于200納秒。
3.選擇低功率欠壓復(fù)位(BOR)保護(hù)。任何便攜式設(shè)備都需要BOR或低壓檢測(cè)，以確保當(dāng)電源電壓低于規(guī)定值時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)復(fù)位。許多mcu提供欠壓保護(hù)，但額定電流消耗增加20至70微安。由于這種保護(hù)功能必須始終在運(yùn)行中，規(guī)劃者應(yīng)考慮使用低功率BOR功能。例如TI公司的MSP430 16位單片機(jī)就具有“零”功耗保護(hù)功能。
4. 盡可能地提高集成。一些MCU集成特性消除了對(duì)高分辨率A/D、運(yùn)算放大器和12位D/A板的需求。這些集成的功能可以用于寄存器通信，從而用更多的電流消耗來代替串行通信。任何添加到電路板上的元件都會(huì)導(dǎo)致漏電電流的增加。
不應(yīng)該
1. 只根據(jù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主頁信息選擇一個(gè)MCU。規(guī)劃者必須仔細(xì)閱讀維護(hù)良好的數(shù)據(jù)手冊(cè)，并注意最壞情況下的操作溫度、極限參數(shù)和操作電壓。
2. 想當(dāng)然地認(rèn)為不同供應(yīng)商的MCU操作形式是相同的。事實(shí)上，MCU的當(dāng)前成本因供應(yīng)商而異。例如，MCU供應(yīng)商可能不會(huì)提供在給定操作條件下通用的所有功能。
3.選擇多種電源。有些計(jì)劃需要多種或混亂的電源。由于在大多數(shù)情況下，電源是連續(xù)工作的，因此使用低壓差動(dòng)調(diào)節(jié)器或升壓變換器的成本可能很高，因?yàn)樗粌H增加了成本，而且還會(huì)導(dǎo)致更大的均勻電流消耗?？紤]使用3V電源。
4. 選擇輪詢監(jiān)測(cè)。一些mcu提倡無限循環(huán)，這樣您就可以遍歷您想要監(jiān)視的所有外圍設(shè)備。這是一種低效的方法，會(huì)增加CPU負(fù)載并增加當(dāng)前消耗?？紤]使用具有優(yōu)秀中止支持的MCU。例如，一些低功耗mcu具有最多支持兩個(gè)8位端口的中止向量，而其他mcu支持很少的I/O。
5. CPU濫用。一個(gè)常見的要求是仔細(xì)閱讀用戶手冊(cè)，以確保充分利用MCU提供的特性。重要的是要意識(shí)到，你執(zhí)行的每一行無用的代碼都會(huì)浪費(fèi)一些電池電量。一個(gè)低功耗的MCU應(yīng)該有硬件特性來保持CPU關(guān)閉，而外設(shè)執(zhí)行不需要任何處理的特定任務(wù)。
