单点唤醒:在系统休眠模式中可以唯一指定唤醒对象,而无需所有接收方退出休眠模式,可以极大节省系统功耗。特别适用于电池供电,可以最大限度节约组网系统功耗,所以某种意义上来说,单点唤醒技术是无线模块低功耗模式的最佳选择。
成都太阳集团tcy8722基于SEMTECH公司SX1212射频芯片所研发的无线串口模块(UART)——E33-433T13D无线串口模块具有单点唤醒功能(唯一指定唤醒对象,而无需所有接收方退出休眠模式),支持透明传输方式,工作在 425~440.5MHz 频段(默认433MHz),超低接收电流,支持TTL电平输出、先进的超窄带GFSK调制方式,兼容3.3V 不 5V 的 IO 口电压。
首先该无线模块有四种工作模式,由引脚M0、M1 设置;详细情况如下表所示:
模式(0-3) | M0 | M1 | 模式介绍 | 备注 |
0 一般模式 | 0 | 0 | 串口打开,无线打开,透明传输 | 接收方必须是模式0、1 |
1 唤醒模式 | 1 | 0 | 串口打开,无线打开; 和模式0唯一区别:数据包发射前,自动增加唤醒码,这样才能唤醒工作在模式2的接收方 | 接收方可以是模式0 接收方可以是模式1 接收方可以是模式2 |
2 省电模式 | 0 | 1 | 串口接收关闭,无线处于空中唤醒模式,收到无线数据后,打开串口发出数据。 | 发射方必须模式1 该模式下不能发射 |
3 休眠模式 | 1 | 1 | 模块进入休眠,可以接收参数设置命令 | 详见工作参数详解 |
*** 用户可以将M0、M1进行高低电平组合,确定模块工作模式。可使用MCU的2个GPIO来控制模式切换;当改变M0、M1后:模块空闲,1ms后,即可按照新的模式开始工作;若模块有串口数据尚未通过无线发射完毕,则发射完毕后,才能进入新的工作模式;若模块收到无线数据后并通过串口向外发出数据,则需要发完后才能进入新的工作模式;所以模式切换只能在AUX输出1的时候有效,否则会延迟切换。
(例如:在模式0或模式1下,用户连续输入大量数据,并同时进行模式切换,此时的切换模式操作是无效的;模块会将所有用户数据处理完毕后,才进行新的模式检测;所以一般建议为:检测AUX引脚输出状态,等待AUX输出高电平后2ms再进行切换。)
*** 当无线模块从其他模式被切换到休眠模式时,如果有数据尚未处理完毕;模块会将这些数据(包括收和发)处理完毕后,才能进入休眠模式。这个特征可以用于快速休眠,从而节省功耗;
(例如:发射模块工作在模式0,用户发起串口数据“12345”,然后不必等待AUX引脚空闲(高电平),可以直接切换到休眠模式,并将用户主MCU立即休眠,模块会自动将用户数据全部通过无线发出后,1ms内自动进入休眠;从而节省MCU的工作时间,降低功耗。)
*** 同上理,任何模式切换,都可以利用这个特征,模块处理完当前模式事件后,在1ms内,会自动进入新的模式;从而省去了用户查询AUX的工作,且能达到快速切换的目的;例如从发射模式切换到接收模式;用户MCU也可以在模式切换前提前进入休眠,使用外部中断功能来获取AUX变化,从而进行模式切换。
(此操作方式是非常灵活而高效的,完全按照用户MCU的操作方便性而设计,并可以尽可能降低整个系统的工作负荷,提高系统效率,降低功耗。)
类型 | 当M0 = 0,M1 = 1时,模块工作在休眠模式 |
发射 | 模块处于休眠状态,串口被关闭,无法接收来自外部MCU的串口数据,所以该模式不具有无线发射功能。 |
接收 | 在休眠下,要求发射方必须工作在唤醒状态;定时监听唤醒码,一旦收到有效的唤醒码后,模块将持续处于接收状态,并等待整个有效数据包接收完毕; 然后AUX输出低电平,延迟5ms后,打开串口将收到的无线数据通过TXD发出,完毕后将AUX输出高电平; 无线模块继续进入“休眠 - 监听”的工作状态(polling); 通过设置不同的唤醒时间,模块具有不同的接收响应延迟(最长2s)和平均功耗(最小30uA);用户需要在通讯延迟时间和平均功耗之间取得一个平衡点。 |
随着计算机技术和微电子技术的迅速发展,嵌入式系统物联网应用领域越来越广泛。节能是全球化的热潮,如计算机里的许多芯片过去用5V供电,现在用3.3V、1.8V,并提出了绿色系统低功耗模块的概念。很多厂商很注重微控制器的低功耗问题。电路与系统的低功耗设计一直都是电子工程技术人员设计时需要考虑的重要因素。而单点唤醒就是是一个非常重要的指标,它可以极大节省系统功耗,在未来的低功耗应用领域一定能有更好的未来。
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