這次講功耗. 如果你想把a(bǔ)rduino avr類的開發(fā)項(xiàng)目用來便攜式設(shè)置上,不管商業(yè)還是個(gè)人DIY,那么你頭一個(gè)要對(duì)付的問題就是設(shè)備功耗! 我測(cè)試atmega328p(大部分arduino 都是基于這個(gè)處理器) 最小系統(tǒng)下(16Mhz)運(yùn)行功耗是10ma,那么如果不對(duì)處理器進(jìn)行任何節(jié)電處理的話一塊手機(jī)1500mah的電池只能不間斷運(yùn)行 1500/10/24=6.5天 ,這個(gè)還是在沒有任何外圍元器件的情況下的運(yùn)行時(shí)間! 現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)非?;?那么物聯(lián)網(wǎng)正常情況是需要多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,然后上報(bào)給主機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作,或者接收主機(jī)命令進(jìn)行對(duì)其他電器的操作. 那個(gè)問題就出現(xiàn)了,很多時(shí)候數(shù)據(jù)采集的地方是沒有電源的,比如外置氣象數(shù)據(jù)采集,這個(gè)時(shí)候就需要采集設(shè)備可以使用電池來驅(qū)動(dòng),而且不能頻繁的更換電池!這就需要用到處理器的節(jié)電方案! 下面我將介紹ATMEGA328P的節(jié)電解決方案. 328P有8種節(jié)電設(shè)置,分別是: 空閑模式 當(dāng)SM2..0 為000 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入空閑模式。在此模式下,CPU 停止運(yùn) 行,而SPI、USART、模擬比較器、ADC、兩線串行接口、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、看門狗和 中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這個(gè)睡眠模式只停止了clkCPU 和clkFLASH,其他時(shí)鐘則繼續(xù)工作。 象定時(shí)器溢出與USART 傳輸完成等內(nèi)外部中斷都可以喚醒MCU。如果不需要從模擬比 較器中斷喚醒MCU,為了減少功耗,可以切斷比較器的電源。方法是置位模擬比較器控 制和狀態(tài)寄存器ACSR 的ACD。如果ADC 使能,進(jìn)入此模式后將自動(dòng)啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換。 ADC 噪聲抑制模式 當(dāng)SM2..0 為001 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入噪聲抑制模式。在此模式下,CPU 停 止運(yùn)行,而ADC、外部中斷、兩線接口地址配置、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器2 和看門狗繼續(xù)工作。 這個(gè)睡眠模式只停止了clkI/O、clkCPU 和clkFLASH,其他時(shí)鐘則繼續(xù)工作。 此模式提高了ADC 的噪聲環(huán)境,使得轉(zhuǎn)換精度更高。ADC 使能的時(shí)候,進(jìn)入此模式將 自動(dòng)啟動(dòng)一次AD 轉(zhuǎn)換。ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷、外部復(fù)位、看門狗復(fù)位、BOD 復(fù)位、兩線 接口地址匹配中斷、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器2 中斷、SPM/EEPROM 準(zhǔn)備好中斷、外部電平中斷 INT0 或INT1,或外部中斷INT2 可以將MCU 從ADC 噪聲抑制模式喚醒。 掉電模式 當(dāng)SM2..0 為010 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入掉電模式。在此模式下,外部晶體停 振,而外部中斷、兩線接口地址匹配及看門狗(如果使能的話)繼續(xù)工作。只有外部復(fù) 位、看門狗復(fù)位、BOD 復(fù)位、兩線接口地址匹配中斷、外部電平中斷INT0 或INT1,或 外部中斷INT2 可以使MCU 脫離掉電模式。這個(gè)睡眠模式停止了所有的時(shí)鐘,只有異步 模塊可以繼續(xù)工作。 省電模式 當(dāng)SM2..0 為011 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入省電模式。這一模式與掉電模式只有 一點(diǎn)不同: 如果定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器2 為異步驅(qū)動(dòng),即寄存器ASSR 的AS2 置位,則定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器2 在 睡眠時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。除了掉電模式的喚醒方式,定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器2 的溢出中斷和比較匹配中 斷也可以將MCU 從休眠方式喚醒,只要TIMSK 使能了這些中斷,而且SREG 的全局中 斷使能位I 置位。 如果異步定時(shí)器不是異步驅(qū)動(dòng)的,建議使用掉電模式,而不是省電模式。因?yàn)樵谑‰娔J?/font> 下,若AS2 為0,則MCU 喚醒后異步定時(shí)器的寄存器數(shù)值是沒有定義的。 這個(gè)睡眠模式停止了除clkASY 以外所有的時(shí)鐘,只有異步模塊可以繼續(xù)工作。 Standby 模式 當(dāng)SM2..0 為110 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入Standby 模式。這一模式與掉電模式 唯一的不同之處在于振蕩器繼續(xù)工作。其喚醒時(shí)間只需要6 個(gè)時(shí)鐘周期。 擴(kuò)展Standby 模式 當(dāng)SM2..0 為111 時(shí), SLEEP 指令將使MCU 進(jìn)入擴(kuò)展的Standby 模式。這一模式與省 掉電模式唯一的不同之處在于振蕩器繼續(xù)工作。其喚醒時(shí)間只需要6 個(gè)時(shí)鐘周期。 下圖是各個(gè)模式下關(guān)閉的模塊 那么我們正常使用的是掉電模式,在掉電模式下328p測(cè)試耗電1ua,這是什么概念,2顆5號(hào)電池在處理器沒有進(jìn)行其他操作的情況下可以工作79年! 當(dāng)然了,我們不可能讓處理器就這樣一直待機(jī)不做其他事情,我們需要定期喚醒328P,讓他處理事情,比如采集溫濕度,PM2.5數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī).那么如何喚醒呢? 答案是在掉電模式下你只能通過外部中斷和看門狗來喚醒328P,外部中斷喚醒需要外圍電路,我們優(yōu)先選擇WDT看門狗進(jìn)行喚醒.這里的看門狗不是你們知道的只有重啟328P的功能!他也可以配置成中斷事件! " ISR(WDT_vect) "中斷函數(shù),通過看門狗我們就可以在不添加外圍元件的情況設(shè)置喚醒時(shí)間了! 下面看實(shí)例: ARDUINO 代碼
這是一個(gè)配置成56秒喚醒一次對(duì)5號(hào)端口設(shè)置高電平100ms的程序,其中if(data>=7)是data(看門狗)超時(shí)大于7次就喚醒CPU進(jìn)行高電平100ms的函數(shù),看門狗超時(shí)時(shí)間已設(shè)置成8秒,你可以調(diào)節(jié)if(data>=7)設(shè)置成你想要的喚醒時(shí)間! 通過這樣的節(jié)電設(shè)置以后這個(gè)程序可以運(yùn)行至少幾年! 代碼用arduino IDE寫的,IDE不支持中文注釋,英文注釋將就看吧,不理解的代碼留言解答. 要改變喚醒時(shí)間是改這個(gè)函數(shù): if(data>=7) 函數(shù)里面7的意思是有7次看門狗8秒超時(shí)復(fù)位.比如你要設(shè)置24秒那就寫if(data>=3) 公式是:3*8=24 使用休眠模式制作了一個(gè)外置氣象站,使用amtega328P用nrf24l01發(fā)送ds18b20采集的數(shù)據(jù),每2分鐘發(fā)生一次,平時(shí)待機(jī)功耗控制在10ua左右,設(shè)計(jì)可以使用2顆南孚電池工作超過1年時(shí)間 實(shí)物圖 外置發(fā)送硬件先按照328P最小系統(tǒng)搭建,然后連接nrf24l01p與ds1820b. 按照arduino 引腳連接如下表 arduino nrf24l01p 13-> SCK 12-> MISO 11-> MOSI 8-> CE 7-> CSN arduino ds1820b 4-> 數(shù)據(jù)引腳,其他連接GND VCC 室內(nèi)接收機(jī)可以使用pro mini 和uno 接線方式如下: arduino nrf24l01p 13-> SCK 12-> MISO 11-> MOSI 9-> CE 8-> CSN 2-> IRQ 注意nrf24l01電源要接3.3v read_WDT是接收機(jī) WDT_2是室外機(jī) ============================================ https://github.com/jcw/jeelib 推薦用這個(gè)吧,只有5uA,樓主的有25uA左右。 ================================================== 2200uF可以保持哦, |
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