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将电容式感应与LED照明相结合(4)

上网日期: 2014年06月27日 ?? 作者: Vairamuthu Ramasamy,Shruti Hanumanthaiah ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:LED照明? 低功耗设计? 接近传感器?

第三部分中,我们探讨了如何应对具有电容式感应和LED照明的系统的常见设计挑战。现在我们来介绍针对此类应用的低功耗设计考虑因素。

低功耗设计考虑因素

为了优化功耗,电容式传感器通常以扫描-休眠-扫描-休眠的重复程序进行扫描。应按照特定时间间隔扫描传感器,且器件会在连续扫描之间进入休眠状态。一个扫描-休眠周期被称为刷新间隔。 下面给出了扫描-休眠-扫描-休眠周期的时序图。

将电容式感应与LED照明相结合(4)(电子工程专辑)
图1:扫描-休眠-扫描周期

现在我们来着重研究刷新间隔内的器件功率模式。当传感器被扫描时,称器件处于活动模式。传感器扫描完成后,器件继续处于活动模式,这期间CPU处理传感器数据,驱动LED、蜂鸣器等输出,并将传感器数据传输到主机。这步完成后,器件才进入休眠模式。

在活动模式下,以下模块启动。

1.以MHz速度运行的主时钟

2.电容式感应引擎

3.CPU

4.通信模块,例如I2C或SPI

5.用于实现PWM以进行LED亮度控制的定时器。我们称之为“快速定时器”,因为它能提供微秒时基。

6.用于维持刷新间隔的定时器。我们称之为“慢速定时器”,因为它提供毫秒时基。

在休眠模式下,以下模块启动。

1.用于维持刷新间隔的慢速定时器。该定时器还能将器件从休眠模式中唤醒。

2.通信模块,例如I2C(启用唤醒地址匹配)或SPI

为实现最佳的功耗,应使用如下方法:

1.当扫描传感器时,CPU进入休眠状态

2.在扫描某个传感器的同时,处理之前扫描过的传感器的数据。这样就避免了器件在所有传感器扫描完成后处理传感器数据的过程中处于活动状态。

这些方法确实有助于优化功耗,但如果设计中包含LED亮度控制等高级功能,那么功耗优化就会退居次席。这是因为LED亮度控制需要在器件的整个执行周期内发生,因此要求快速定时器一直处于启动状态,也就是使MHz时钟处于开启状态。这会导致更高的功耗。然而在功耗优化与LED亮度控制之间仍存在折衷方案。我们看看应该如何做。

下一页:在功耗优化与LED亮度控制之间的折衷方案


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