小小的水果竟能驅(qū)動(dòng)AVR單片機(jī)？

能工作的水果供電的AVR單片機(jī)的配置如下：

硬件：Mega88，32KHz外部晶振，2倍負(fù)壓電路由AVR的PWM驅(qū)動(dòng)，LCD是靜態(tài)的筆端式LCD，用Mega88的IO口直接驅(qū)動(dòng)，沒有分時(shí)掃描。

軟件：在Timer0中斷服務(wù)程序中每2秒鐘刷新LCD顯示，平時(shí)AVR工作在空閑模式。Timer1提供PWM波形驅(qū)動(dòng)2倍負(fù)壓電路。

測(cè)量數(shù)據(jù)：

電路工作時(shí)水果電池電壓2.5V，整機(jī)電流30uA，2倍負(fù)電壓提供電壓大約-3V。

本來覺得水果電池驅(qū)動(dòng)LCD只是展示會(huì)上的噱頭，三片檸檬的電力，應(yīng)該足夠帶動(dòng)LCD的。不過最初當(dāng)我用Mega8L做了一個(gè)電路卻不能用水果電池驅(qū)動(dòng)時(shí)，我下決心親自實(shí)踐一番，看看水果供電的AVR單片機(jī)能否成功。這樣我可以驗(yàn)證對(duì)低功耗單片機(jī)設(shè)計(jì)的一些認(rèn)識(shí)；而我手頭上一個(gè)用MSP430的項(xiàng)目，樣機(jī)已經(jīng)做好多時(shí)了，覺得MSP430不爽（不只是貴，我們還要維護(hù)兩套平臺(tái)），有心想要改成AVR。那個(gè)MSP430功耗真是低，3節(jié)五號(hào)鎳鎘電池供電的樣機(jī)，停停走走用了一年多。

喜歡MSP430做低功耗設(shè)計(jì)的朋友，歡迎來砸磚。

這是水果電池的電極，陽極是做PCB的覆銅板，陰極是鍍鋅螺絲。將上述電極浸入滴過醋的三個(gè)水杯里，我測(cè)到水果電池的容量能達(dá)到：空載電壓3V，短路電流400uA。這使我有信心演示出水果供電的AVR單片機(jī)。

水果電池的電極

我用Mega8L做了一個(gè)電路，驅(qū)動(dòng)靜態(tài)的筆端式LCD，能夠在2～3節(jié)電池下工作，卻不能用水果電池驅(qū)動(dòng)。原來Mega8L標(biāo)稱的最低工作電壓是2.7V，實(shí)際可以工作到2.5V。水果電池電壓被拉到1.9V，電流60uA，可見水果電池的容量很小。我沒有花時(shí)間去改進(jìn)水果電池，倒是想進(jìn)一步改進(jìn)AVR。

于是我先用Tiny13做了一個(gè)閃爍LED的實(shí)驗(yàn)，成功的驗(yàn)證了水果對(duì)AVR單片機(jī)供電的可能。Tiny13是可以工作到1.8V的。LED是Fairchild的HLMP-D150，小電流時(shí)的亮度要比普通LED好。實(shí)際上當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r，絕大部分功耗在LED上。

Tiny13驅(qū)動(dòng)LED閃爍（亮）

Tiny13驅(qū)動(dòng)LED閃爍（滅）

一周以后的水果電池

我想用Mega88P之類的PicoPower技術(shù)的AVR芯片代替Mega8，工作電流比前一代產(chǎn)品小，工作電壓可以低到1.8V。終于收到了從Armok那里買的Mega88。雖然Mega88和Mega8 Pin-pin 兼容，但和Mega8的寄存器略有不同，還得重新為Mega88編譯代碼。3V下LCD亮了，但是2.3V下LCD已經(jīng)完全黯淡無光。原來LCD是設(shè)計(jì)在5V工作的，于是又裝了一個(gè)2倍負(fù)壓電路，用對(duì)稱的PWM波驅(qū)動(dòng)倍壓電路。

Mega88驅(qū)動(dòng)LCD顯示數(shù)字0～9