開關去抖動器IC創(chuàng)建長周期定時器

本應用描述了如何降低僅需要定期使用μP的系統(tǒng)功耗。通過使用去抖IC電路，可以將μP設置為在較長的定時器周期內(nèi)進行監(jiān)控，從而允許其在剩余時間內(nèi)進入低功耗模式。結(jié)果，總功率降低。

長周期計時器的一個主要應用是遠程天氣數(shù)據(jù)站。這些站點定期測量環(huán)境條件，并將結(jié)果傳輸?shù)街醒胧占O施。由于這些小型氣象站通常位于偏遠地區(qū)，在多云天氣期間依賴太陽能電池供電，因此功率效率是其設計中的一個重要因素。尺寸和成本也是突出的考慮因素。

對于全表面貼裝、低功耗、長周期定時器，可以采用最少組件配置。這種設計可以通過兩個低成本組件和固件來實現(xiàn)，通過允許微控制器（μC）進入“睡眠模式”來降低功耗。之后，μC被喚醒以執(zhí)行定期計劃的測量。圖1所示電路利用雙CMOS開關去抖器（U1）中的額外部分來完成此任務。

圖1.除了對微控制器的RESET輸入進行去抖動外，該雙開關去抖動器IC（U1）的未使用部分還用于實現(xiàn)長周期定時器功能。

μC （U2） 提供 32 字節(jié)的 RAM 和 1232 字節(jié)的 EPROM。（還提供低成本、一次性可編程版本。雙通道去抖器 U1 的 IN1/OUT1 引腳配置為對 μC 的系統(tǒng)復位脈沖進行去抖動。IN2/OUT2 對配置為長周期計時器。為此，電容C1和U63內(nèi)部的1kΩ（典型值）上拉電阻構成時間常數(shù)。

當C1電壓達到U50的輸入電壓閾值時，U1啟動1ms延遲。在此延遲之后，OUT2 打開 n 溝道數(shù)字 FET N1，該 FET N1 必須保持足夠長的時間才能使 C2 完全放電，為下一個定時周期做準備。IN50 的第二個轉(zhuǎn)換（從高到低）啟動另一個 <>ms 延遲。在此延遲之后，循環(huán)重復。因此，可以使用以下公式計算計時器周期：

周期 （s） = （63k × C1 × （?ln(1 ?VT/VCC)） + 0.1秒）

表1顯示了輸入閾值電壓（VT） 適用于各種工作電壓 （VCC)).

以下公式可用于確定所需計時器周期的 C1 值：

C1 = (Period - 0.1s)/(63k × (?ln(1 ?VT/VCC)))

其中“周期”等于所需的時間延遲（以秒為單位）。

遠程氣象站每隔一定時間間隔進行報告，收集站記錄這些報告的時間。由于時序并不重要，因此C1電容器可以是容差±20%的鉭型電容器。如果需要更嚴格的時序，可以用表面貼裝陶瓷電容器代替C1。

選擇數(shù)字FET N1是因為其低電平柵極驅(qū)動，使其能夠在3至5V電路中正常工作。如果替換不同的FET，則必須能夠在U1將輸出狀態(tài)更改為低電平之前完全放電C1。具體來說，它應該提供一個放電時間（5RDSONC1） 小于 50 毫秒。如果需要盡可能短的周期，可以通過移除C1將U10配置為1Hz穩(wěn)定多諧振蕩器（使N1的漏極連接到U3的引腳1）。

審核編輯：郭婷