[技术问答] 新唐NANO120低功耗手持设备设计心得

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 楼主| mingjiezhong 发表于 2013-10-31 08:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
      选型NANO120的主要原因就是因为它是一个低功耗的设计,产品中采用了16Mb SPI FLASH ,超低压差三端稳压(因为成本没法用开关电源),2.8寸320*240TFT液晶,还有一些外部接口设备

低功耗设计的产品电源要动点脑筋,比如对一些需要切断电源待机的外设要做好先拉低口线再断电的操作,否则容易打坏外设。
1.降低功耗第一步,软件上只有不是涉及刷屏等需要高速的地方HCLK时钟一律不要用PLL,这样单片机只有在少数时候电流会达到12mA(系统电压2.5v,经测试CPU本身1.8v也能正常工作,但是很多外设就不行了),绝大多数时候电流也就是6mA的样子。所以软件设计上只要考虑收到触摸屏指令的相应处理和USB等一些需要高速处理的地方就行了,可以说90%以上的时候单片机都是处于6mA的样子 。(因为是大批量消费类产品所以没有使用晶振,而是采用内部12M RC振荡器,设计中没有需要精度很高时钟的地方所以理论1%的时钟误差完全能接受)
2. 定时器调整LCD背光到比较低的占空比,设计中通过设置两秒后 PWM 占空比10% 到这个时候整机功耗大约是20mA。
3.不用的外设时钟全部关掉(不过从效果来看电流降低不多)
4.定时器达到预设值后系统掉电(包括液晶和FLASH)。掉电后整机电流为220uA。(去除三端稳压的功耗和液晶掉电功耗估计单片机功耗不到100uA),设计中采用的是触摸屏点击唤醒,为了降低成本触摸屏(电阻式)的驱动是通过4个三极管和单片机的两路AD来实现的,效果非常好,不太明白为什么很多人为什么要采用ASIC。 由于触摸屏电阻大概是400欧姆所以唤醒电路需要稍微处理一下,在控制口线掉电的情况下弄一个大电阻(1M以上)通过三极管搭电压到触摸屏的一端提供唤醒电压。
5.利用看门狗定时功能计时(这个时间要长比如十几秒唤醒一次),当时间达到预设值时CPU直接关掉三端稳压电源,系统彻底断电。此时系统功耗就是三端稳压的待机电流,由于已经达到我们设计要求我们选择的三端稳压待机电流约为60uA。
黄小俊 发表于 2013-10-31 13:00 | 显示全部楼层
elec921 发表于 2013-10-31 21:37 | 显示全部楼层
如果有图就更好了,没有图的话,很多讲的都不理解
戈卫东 发表于 2013-11-1 08:36 | 显示全部楼层
LDO可以先电流小的,比如HT7133什么的,电流可以更小
szjosun 发表于 2013-11-1 09:20 | 显示全部楼层
项目正在用NUC120VE3AN做,关注一下!
 楼主| mingjiezhong 发表于 2013-11-4 15:47 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2013-11-1 08:36
LDO可以先电流小的,比如HT7133什么的,电流可以更小

说得对,我采用的三端稳压电流还是大了点,最要命的是为了成本没法用开关电源,不是最优的省电方案,另外经过对TFT液晶的重新选型,整机待机功耗降到了180uA,去掉三端稳压的功耗估计用HT的芯片能做到120uA的样子
ccg1117 发表于 2013-11-7 16:33 | 显示全部楼层
折腾中
 楼主| mingjiezhong 发表于 2013-11-8 08:32 | 显示全部楼层
楼上的其实不用费劲,如果是成本能接受可以用MAX的三端,用CPU的口线做开启三端的闭环控制,需要节电时直接拉低三端的控制端彻底断电,待机电流只有10nA,我用的是国产三端有60uA我能接受了,断电主要是设计快速启动的问题,如果没有要求断电是最简单也是最省电的办法。 掉电好处是可以立即唤醒回到掉电前的状态所以也是看需求,总之掉电要处理很多软件的细节包括外设,比较麻烦。
地瓜patch 发表于 2013-11-27 21:22 | 显示全部楼层
功耗做的不错啊
zhangjin_comeon 发表于 2013-11-27 23:08 | 显示全部楼层
说的好
zhangmangui 发表于 2013-11-27 23:39 | 显示全部楼层
谢谢分享
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