导言
咱们都见过那类用所谓延时摄影办法摄影自然景观的视频,这类视频用几秒钟时刻展示产生时刻相对较长的事情。从花开到漂浮的祥云,与用来观看视频帧的序列比较,延时摄影以慢得多的速度捕捉视频帧。在延时摄影时,摄像机由内部或外部守时曝光操控计触发,该操控计核算时刻距离,并按特定周期发动摄像机。除了延时摄影视频,守时曝光操控计还能够调理,以敏捷摄影多幅图画,终究构成一幅叠置的图画,例如流星的轨道,或许为一次性事情的摄影供给推迟。
守时曝光操控计仅仅多种类型电子守时设备之一,这类设备一般仅通电顷刻,而大部分时刻是断电的,以节约能耗。相似使用包含灌溉操控、“心跳”守时器、能量搜集体系和数据收集体系 (例如应变计或热电偶测量仪)。当然,在这类体系中,不是一切电子组件都能够停机,至少有一个组件有必要坚持一天 24 小时和一周七天接通,以盯梢时刻。因而,这类体系的周期性行为导致需求牢靠的守时 IC 供给一套特别的功用。
一谈到电子计时,一般首要进入脑际的组件是实时时钟 (RTC) 或微操控器。不过,关于守时准确度不在规划师优先考虑之列的使用而言,这类组件或许不合适。此外,这类解决方案耗电量往往相对较大、需求编码以及或许会占用很多电路板空间,特别在需求额定的逻辑电路时。另一方面,这类使用或许需求一个支撑高压、具低静态电流和易于装备的解决方案。这正是凌力尔特公司 LTC2956 发挥效果的当地,某些“周期性”使用需求一起操控时刻和供电,LTC2956 则是一款专门为这种状况优化电路功用而规划的集成电路。
LTC2956 简介
LTC2956 是一款具按钮操控、高度可装备的微功率唤醒守时器。该器材操控履行周期性使命体系的供电,例如以延时摄影办法摄影的使命。完结使命今后,LTC2956 断开体系以降低功耗。LTC2956 可装备为无限次重复这种接通 / 断开周期,或许装备为仅接通 / 断开体系一次。
图 1 显现在一个典型使用中,LTC2956 是怎样与其他部分衔接的,图中 LTC2956 操控由一个 LDO 调理的体系电源,一起还与微处理器通讯。电源来自主电源轨,在图中所示状况下是电池,当 LDO 断开时,电源仅汲取 800nA,而在 LDO 接通时,汲取 3µA。输入电源能够低至 1.5V 至高达 36V,这十分合适单节和多节电池使用。
图 1:具按钮操控的外部可调唤醒守时器 LTC2956
LTC2956 的一切可调守时参数都是用外部电阻器或电容器设定的。衔接至 PERIOD 和 RANGE 引脚的电阻器答使用户设定唤醒守时器周期,规模为 250ms 至 39 天。在摄影使用中,守时曝光操控计可设定为每隔 250ms 快速接连摄影,或每 39 天摄影一次。衔接至 LONG 引脚的电阻器答使用户设定,一个可选按钮有必要按下多长时刻,才干使唤醒守时器停机;这个功用十分合适具有以下特色的使用:体系或许需求依照指令偶然加电或断电。同一个 LONG 引脚也可用来在唤醒守时器运转或中止运转时,挑选 LTC2956 加电时的行为方法。终究,ONMAX 引脚上的电容器约束体系能够接通多长时刻,经过避免任一体系永久过错地坚持在接通状况,起到了自动避免毛病的效果。
LTC2956 具有无代码可调性,因而不管在制造商或顾客层面,产品的接通 / 断开守时都能够十分简单地调理。例如,某个制造商能够规划一个产品系列,其间每个产品的守时参数都不同,经过简略地仿制和张贴 LTC2956 规划,为每个产品选定不同的电阻器值,就能够完结这样一个产品系列的规划。比较之下,制造商还能够仅出产一种产品,而将这种可调性传递给顾客,经过在电路板上组织一切不同的电阻器组合,将经过跨接线和开关来装备终究产品的作业留给顾客。不管制造商挑选了哪种方法,都不需求编程。
了解 LTC2956
LTC2956 的优点十分显着,低压和高压体系的接通 / 断开守时能够十分简单地调理,能耗总是最低的。不过,在使用这些优点之前,潜在用户需求了解 LTC2956 是否能够真实抵达产品的一切功用要求。也便是,LTC2956 供给哪些作业形式? 有哪些握手信号可用? 了解这些问题的答案,有助于决议 LTC2956 终究能否归入下一个规划中。
图 2 显现了 LTC2956 的简化状况图,其间 IC 能够装备为自动加电进入运转 (RUN) 形式 (唤醒守时器运转) 或停机 (SHUTDOWN) 形式 (唤醒守时器中止运转)。假如 LONG 引脚电压高于 VCC/2,那么 LTC2956 加电进入运转形式,并在唤醒 (Awake) 和休眠 (Sleep) 状况之间循环。在唤醒状况时,EN 引脚被拉高以接通体系,且自动避免毛病的 ONMAX 守时器发动。只需使命已完结 (且微处理器将 /SLEEP 输入引脚拉低),或许只需 ONMAX 守时器到期,才退出唤醒状况。在休眠状况,EN 引脚被拉低以关断体系,只需唤醒守时器到期,或许只需体系由于按钮短按或微处理器将 /SLEEP 拉高而被强制接通,LTC2956 才退出休眠状况。只需检测到按钮长按,LTC2956 就退出任何状况,进入停机形式。
假如 LONG 引脚电压低于 VCC/2,那么 LTC2956 就加电进入停机形式,在这种形式时,除处于十分低功率形式的 LTC2956 以外,一切体系组件都断电以降低能耗。关于烟雾报警器等付运时已安装了电池的产品而言,这种形式特别有用。处于这种形式时,需求短按按钮才干接通体系,发动唤醒守时器进入运转形式。不管何时,只需 LTC2956 从停机形式进入运转形式,/ONALERT 输入引脚就被拉低,以告诉体系履行加电初始化例程。相似地,不管何时,只需 LTC2956 从运转形式进入停机形式,/OFFALERT 输出引脚就被拉低,以在停机之前向体系宣布警报,或衔接至一个 LED,以可视方法指示体系接通 / 断开状况。
图 2:LTC2956 简化功用状况图
LTC2956 与被动式和自动式体系均兼容。在被动式体系中,或许没有微操控器或 FPGA 可用来办理 LTC2956 的 /SLEEP 引脚,因而可调 ONMAX 守时器决议唤醒时长,这个唤醒时长明显应该设定为比体系完结其周期性使命所花的最长预期时刻要长。图 3a 显现了一个选用 LTC2956 被动式体系的守时图。当抵达可调唤醒时刻 (tPERIOD) 时,LTC2956 进入唤醒状况,并将 EN 输出拉高以接通体系;此外,唤醒守时器从头发动,且 ONMAX 守时器 (tONMAX) 开端运转。一旦 ONMAX 守时器到期,LTC2956 就从头进入休眠状况,并将 EN 输出拉低。
在自动式体系中,有微操控器或 FPGA,体系能够切换 LTC2956 的 /SLEEP 引脚,以在完结其周期性使命后,当即中止唤醒状况。这使唤醒时长坚持最短,降低了功耗。图 3b 显现了一个选用 LTC2956 的自动式体系的守时图。当抵达唤醒时刻时,LTC2956-1 进入唤醒状况,并将 EN 输出拉高,以接通体系;此外,唤醒守时器从头发动,ONMAX 守时器开端运转。当体系完结其周期性使命时,一旦微操控器或 FPGA 向 /SLEEP 引脚宣布脉冲信号,LTC2956 就从头进入休眠状况。
图 3a:/SLEEP 坚持低电平 (被动式体系) 时 LTC2956 的作业状况
图 3b:/SLEEP 切换 (自动式体系) 时 LTC2956 的作业状况
或许区分 LTC2956 是处于停机形式 (唤醒守时器中止运转) 仍是休眠状况 (唤醒守时器运转) 并不简单,由于在这两种形式时,体系都关断 (EN 输出被拉低),LTC2956 耗费不到 1µA 的电源电流。为了保证唤醒守时器处于运转形式而不是停机形式,用户能够短按按钮一次,以强制 EN 输出为高,一起假如 LTC2956 当下处于停机形式,也强制其进入运转形式。此外,按动按钮总是会使唤醒守时器从头发动,这在手动同步唤醒时刻与外部事情时会很有用。换句话说,一旦外部事情产生,短按按钮就会接通体系,而下一次接通则在这以后的 tPERIOD 开始时刻。
回到咱们举过的摄影守时曝光操控计的比如,图 4 显现了 LTC2956 怎样使用到这类使用中。这儿采纳被动式形式,因而经过将 /SLEEP 引脚衔接至地来制止该引脚,而 ONMAX 引脚上的 10nF 电容器将守时曝光操控计的最长接通时刻设定为 133ms,关于摄影一幅相片,这个时刻满足富余了。一起,不同电阻值的电阻器在 RANGE 引脚上并联,每个电阻器都对应于一个守时曝光操控计在“唤醒”和进行下一次摄影之前有必要“休眠”的时长。用户能够滚动守时曝光操控计上的旋转开关,以挑选想要的周期,并按下按钮开关 (该开关会供给 ±25kV ESD 维护),以接通 / 断开守时曝光操控计。
图 4:用在微功率延时摄影守时曝光操控计中的 LTC2956
定论
LTC2956 是一款电子唤醒守时器,可满足需求推迟或周期性唤醒的多种使用之需求。当在休眠状况倒计时的时分,电流耗费最大极限减小至仅为 800nA,而当守时器根本不运转时,进一步减小至 300nA。由于一切守时调理都是经过外部%&&&&&%器和电阻器进行的,所以无需编码。巩固的按钮接口答使用户旁路守时器,并依照指令接通或关断体系。4 个 I/O 信号可用来在自动式体系中衔接微处理器或 FPGA,而可调 ONMAX 守时器还可用来完成被动式体系 (或许作为自动避免毛病机制完成自动式体系)。LTC2956 选用 12 引线 3mm x 3mm QFN 和 MSOP 封装,是一款重视空间使用的 %&&&&&%,简化并优化了具特别守时要求的规划。