開(kāi)關(guān)去抖動(dòng)器IC創(chuàng)建長(zhǎng)周期定時(shí)器

本應(yīng)用描述了如何降低僅需要定期使用μP的系統(tǒng)功耗。通過(guò)使用去抖IC電路，可以將μP設(shè)置為在較長(zhǎng)的定時(shí)器周期內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控，從而允許其在剩余時(shí)間內(nèi)進(jìn)入低功耗模式。結(jié)果，總功率降低。

長(zhǎng)周期計(jì)時(shí)器的一個(gè)主要應(yīng)用是遠(yuǎn)程天氣數(shù)據(jù)站。這些站點(diǎn)定期測(cè)量環(huán)境條件，并將結(jié)果傳輸?shù)街醒胧占O(shè)施。由于這些小型氣象站通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，在多云天氣期間依賴太陽(yáng)能電池供電，因此功率效率是其設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。尺寸和成本也是突出的考慮因素。

對(duì)于全表面貼裝、低功耗、長(zhǎng)周期定時(shí)器，可以采用最少組件配置。這種設(shè)計(jì)可以通過(guò)兩個(gè)低成本組件和固件來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)允許微控制器（μC）進(jìn)入“睡眠模式”來(lái)降低功耗。之后，μC被喚醒以執(zhí)行定期計(jì)劃的測(cè)量。圖1所示電路利用雙CMOS開(kāi)關(guān)去抖器（U1）中的額外部分來(lái)完成此任務(wù)。

圖1.除了對(duì)微控制器的RESET輸入進(jìn)行去抖動(dòng)外，該雙開(kāi)關(guān)去抖動(dòng)器IC（U1）的未使用部分還用于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期定時(shí)器功能。

μC （U2） 提供 32 字節(jié)的 RAM 和 1232 字節(jié)的 EPROM。（還提供低成本、一次性可編程版本。雙通道去抖器 U1 的 IN1/OUT1 引腳配置為對(duì) μC 的系統(tǒng)復(fù)位脈沖進(jìn)行去抖動(dòng)。IN2/OUT2 對(duì)配置為長(zhǎng)周期計(jì)時(shí)器。為此，電容C1和U63內(nèi)部的1kΩ（典型值）上拉電阻構(gòu)成時(shí)間常數(shù)。

當(dāng)C1電壓達(dá)到U50的輸入電壓閾值時(shí)，U1啟動(dòng)1ms延遲。在此延遲之后，OUT2 打開(kāi) n 溝道數(shù)字 FET N1，該 FET N1 必須保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間才能使 C2 完全放電，為下一個(gè)定時(shí)周期做準(zhǔn)備。IN50 的第二個(gè)轉(zhuǎn)換（從高到低）啟動(dòng)另一個(gè) <>ms 延遲。在此延遲之后，循環(huán)重復(fù)。因此，可以使用以下公式計(jì)算計(jì)時(shí)器周期：

周期 （s） = （63k × C1 × （?ln(1 ?VT/VCC)） + 0.1秒）

表1顯示了輸入閾值電壓（VT） 適用于各種工作電壓 （VCC)).

以下公式可用于確定所需計(jì)時(shí)器周期的 C1 值：

C1 = (Period - 0.1s)/(63k × (?ln(1 ?VT/VCC)))

其中“周期”等于所需的時(shí)間延遲（以秒為單位）。

遠(yuǎn)程氣象站每隔一定時(shí)間間隔進(jìn)行報(bào)告，收集站記錄這些報(bào)告的時(shí)間。由于時(shí)序并不重要，因此C1電容器可以是容差±20%的鉭型電容器。如果需要更嚴(yán)格的時(shí)序，可以用表面貼裝陶瓷電容器代替C1。

選擇數(shù)字FET N1是因?yàn)槠涞碗娖?a target="_blank">柵極驅(qū)動(dòng)，使其能夠在3至5V電路中正常工作。如果替換不同的FET，則必須能夠在U1將輸出狀態(tài)更改為低電平之前完全放電C1。具體來(lái)說(shuō)，它應(yīng)該提供一個(gè)放電時(shí)間（5RDSONC1） 小于 50 毫秒。如果需要盡可能短的周期，可以通過(guò)移除C1將U10配置為1Hz穩(wěn)定多諧振蕩器（使N1的漏極連接到U3的引腳1）。

審核編輯：郭婷