开关去抖动器IC创建长周期定时器

本应用描述了如何降低仅需要定期使用μP的系统功耗。通过使用去抖IC电路，可以将μP设置为在较长的定时器周期内进行监控，从而允许其在剩余时间内进入低功耗模式。结果，总功率降低。

长周期计时器的一个主要应用是远程天气数据站。这些站点定期测量环境条件，并将结果传输到中央收集设施。由于这些小型气象站通常位于偏远地区，在多云天气期间依赖太阳能电池供电，因此功率效率是其设计中的一个重要因素。尺寸和成本也是突出的考虑因素。

对于全表面贴装、低功耗、长周期定时器，可以采用最少组件配置。这种设计可以通过两个低成本组件和固件来实现，通过允许微控制器（μC）进入“睡眠模式”来降低功耗。之后，μC被唤醒以执行定期计划的测量。图1所示电路利用双CMOS开关去抖器（U1）中的额外部分来完成此任务。

图1.除了对微控制器的RESET输入进行去抖动外，该双开关去抖动器IC（U1）的未使用部分还用于实现长周期定时器功能。

μC （U2） 提供 32 字节的 RAM 和 1232 字节的 EPROM。（还提供低成本、一次性可编程版本。双通道去抖器 U1 的 IN1/OUT1 引脚配置为对 μC 的系统复位脉冲进行去抖动。IN2/OUT2 对配置为长周期计时器。为此，电容C1和U63内部的1kΩ（典型值）上拉电阻构成时间常数。

当C1电压达到U50的输入电压阈值时，U1启动1ms延迟。在此延迟之后，OUT2 打开 n 沟道数字 FET N1，该 FET N1 必须保持足够长的时间才能使 C2 完全放电，为下一个定时周期做准备。IN50 的第二个转换（从高到低）启动另一个 <>ms 延迟。在此延迟之后，循环重复。因此，可以使用以下公式计算计时器周期：

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

表1显示了输入阈值电压（VT） 适用于各种工作电压 （VCC)).

 

Threshold versus VCC Voltage For MAX6817 Switch Debouncer
Table System Voltage, VCC	Table Threshold Voltage, VT
2.7V	1.30V
3.0V	1.45V
3.3V	1.50V
5.0V	2.00V

 

以下公式可用于确定所需计时器周期的 C1 值：

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

其中“周期”等于所需的时间延迟（以秒为单位）。

远程气象站每隔一定时间间隔进行报告，收集站记录这些报告的时间。由于时序并不重要，因此C1电容器可以是容差±20%的钽型电容器。如果需要更严格的时序，可以用表面贴装陶瓷电容器代替C1。

选择数字FET N1是因为其低电平栅极驱动，使其能够在3至5V电路中正常工作。如果替换不同的FET，则必须能够在U1将输出状态更改为低电平之前完全放电C1。具体来说，它应该提供一个放电时间（5RDSONC1） 小于 50 毫秒。如果需要尽可能短的周期，可以通过移除C1将U10配置为1Hz稳定多谐振荡器（使N1的漏极连接到U3的引脚1）。

审核编辑：郭婷