低功耗數(shù)據(jù)采集終端的軟硬件設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 16:33
為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的低功耗,設(shè)計(jì)了以MSP430單片機(jī)為核心的低功耗數(shù)據(jù)終端的總體結(jié)構(gòu),以低電壓、低功耗的外圍電路等硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)活動(dòng)模式與休眠模式的切換、控制外圍電路等方法延長(zhǎng)CPU休眠時(shí)間,減小CPU的工作時(shí)間,進(jìn)一步降低功耗。軟件配合硬件使低功耗性能發(fā)揮到最大,從而達(dá)到減小功耗的目的。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,滿足低功耗終端使用的要求。
【文章來(lái)源】:軟件. 2020,41(10)
【文章頁(yè)數(shù)】:3 頁(yè)
【部分圖文】:
總體設(shè)計(jì)框圖
選擇低電壓、低功耗的芯片,根據(jù)存儲(chǔ)容量的需求,選擇24LC128存儲(chǔ)器,它是低功耗CMOS技術(shù),工作電壓2.5 v,寫入電流3m A,靜態(tài)電流100 n A,2線制串行接口,I2C接口,SDA是串行數(shù)據(jù),SDL是串行時(shí)鐘。存儲(chǔ)芯片與CPU的連接電路圖2所示,CPU的UCB1SDA和UCB1SCL分別連接存儲(chǔ)器的SDA、SCL端。1.5 通信模塊
選擇低功耗的NB-Io T通信網(wǎng)絡(luò)模組BC26,其低功耗實(shí)現(xiàn)最主要的是采用了PSM(Power saving mode,省電模式)和e DRX(擴(kuò)展的非連續(xù)接收模式)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),設(shè)備處在PSM態(tài)時(shí)功耗非常低,而NB-Io T能長(zhǎng)期讓設(shè)備處于PSM態(tài)。NB-Io T采用的e DRX技術(shù)增加了設(shè)備空閑狀態(tài)下的睡眠周期,從而進(jìn)一步降低整體功耗。用CPU的UCA1RXD、UCA1TXD控制數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。為了降低功耗,在休眠期間關(guān)閉通信模組的電源,圖3為控制通信模塊電源的電路圖,用CPU的P1.4控制電源的開啟與關(guān)閉,不需通信時(shí),關(guān)閉通信模塊的電源,使其功耗為0,需要通信時(shí)開啟電源。2 軟件設(shè)計(jì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單片機(jī)系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的總體原則及其設(shè)計(jì)策略[J]. 許燕. 微型電腦應(yīng)用. 2018(07)
[2]基于Android系統(tǒng)的RFID手持終端低功耗設(shè)計(jì)[J]. 張秋月,吳瓊,蘇全志,王玨,杜博,曲井致. 電測(cè)與儀表. 2018(11)
[3]超低功耗MCU的選型技巧與設(shè)計(jì)思路[J]. 張惠安. 集成電路應(yīng)用. 2017(03)
[4]低功耗遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張杰,席志成,汪嵩. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(11)
[5]基于STM32的低功耗溫濕度采集器實(shí)現(xiàn)[J]. 丁月林. 軟件. 2015(05)
[6]國(guó)家電網(wǎng)智能電能表的低功耗設(shè)計(jì)[J]. 陳仲平,裴石燕,郭黎光. 電測(cè)與儀表. 2014(11)
[7]雷電流在線記錄裝置的低功耗設(shè)計(jì)[J]. 李昆侖,黃植功,李振華,吳明晴. 電測(cè)與儀表. 2013(10)
[8]嵌入式系統(tǒng)的軟件低功耗技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略[J]. 王奇,徐文韌,唐克. 艦船電子工程. 2013(03)
[9]超低功耗嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧[J]. 孟海斌,張紅雨. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2010(08)
[10]基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)問(wèn)題[J]. 董藝. 海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
本文編號(hào):3218791
【文章來(lái)源】:軟件. 2020,41(10)
【文章頁(yè)數(shù)】:3 頁(yè)
【部分圖文】:
總體設(shè)計(jì)框圖
選擇低電壓、低功耗的芯片,根據(jù)存儲(chǔ)容量的需求,選擇24LC128存儲(chǔ)器,它是低功耗CMOS技術(shù),工作電壓2.5 v,寫入電流3m A,靜態(tài)電流100 n A,2線制串行接口,I2C接口,SDA是串行數(shù)據(jù),SDL是串行時(shí)鐘。存儲(chǔ)芯片與CPU的連接電路圖2所示,CPU的UCB1SDA和UCB1SCL分別連接存儲(chǔ)器的SDA、SCL端。1.5 通信模塊
選擇低功耗的NB-Io T通信網(wǎng)絡(luò)模組BC26,其低功耗實(shí)現(xiàn)最主要的是采用了PSM(Power saving mode,省電模式)和e DRX(擴(kuò)展的非連續(xù)接收模式)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),設(shè)備處在PSM態(tài)時(shí)功耗非常低,而NB-Io T能長(zhǎng)期讓設(shè)備處于PSM態(tài)。NB-Io T采用的e DRX技術(shù)增加了設(shè)備空閑狀態(tài)下的睡眠周期,從而進(jìn)一步降低整體功耗。用CPU的UCA1RXD、UCA1TXD控制數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。為了降低功耗,在休眠期間關(guān)閉通信模組的電源,圖3為控制通信模塊電源的電路圖,用CPU的P1.4控制電源的開啟與關(guān)閉,不需通信時(shí),關(guān)閉通信模塊的電源,使其功耗為0,需要通信時(shí)開啟電源。2 軟件設(shè)計(jì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單片機(jī)系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的總體原則及其設(shè)計(jì)策略[J]. 許燕. 微型電腦應(yīng)用. 2018(07)
[2]基于Android系統(tǒng)的RFID手持終端低功耗設(shè)計(jì)[J]. 張秋月,吳瓊,蘇全志,王玨,杜博,曲井致. 電測(cè)與儀表. 2018(11)
[3]超低功耗MCU的選型技巧與設(shè)計(jì)思路[J]. 張惠安. 集成電路應(yīng)用. 2017(03)
[4]低功耗遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張杰,席志成,汪嵩. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(11)
[5]基于STM32的低功耗溫濕度采集器實(shí)現(xiàn)[J]. 丁月林. 軟件. 2015(05)
[6]國(guó)家電網(wǎng)智能電能表的低功耗設(shè)計(jì)[J]. 陳仲平,裴石燕,郭黎光. 電測(cè)與儀表. 2014(11)
[7]雷電流在線記錄裝置的低功耗設(shè)計(jì)[J]. 李昆侖,黃植功,李振華,吳明晴. 電測(cè)與儀表. 2013(10)
[8]嵌入式系統(tǒng)的軟件低功耗技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略[J]. 王奇,徐文韌,唐克. 艦船電子工程. 2013(03)
[9]超低功耗嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧[J]. 孟海斌,張紅雨. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2010(08)
[10]基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)問(wèn)題[J]. 董藝. 海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
本文編號(hào):3218791
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