TLE7810特有的SBC低功耗设计方法

　　从图1中可以看出，SBC配备1个LIN收发器、1个低压差电压调节器、2个用于驱动继电器的低边开关、1个用于驱动LED的高边开关、1个霍尔传感器电源、5个唤醒输入，以及1个标准的16位SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）接口等。通过SPI接口，XC866可以发送1个16位的命令来控制SBC的运行， SBC同时向XC866回复1个16位的数据，指示SBC当前的运行状态。

3 SBC的低功耗设计方案

3.1 SBC集成的外设

　　SBC不仅将多个外设集成到1个芯片内部，而且可以通过SPI接口控制这些外设的打开与关闭，根据实际应用情况，可以灵活地控制这些外设，以达到降低功耗的目的。

① LIN收发器。可以通过SPI命令将SBC的工作模式设置成“LIN Sleep”模式。在这个工作模式下，LIN收发器的内部上拉电阻被关掉，以此来禁用LIN收发器，这样就能够减小一部分电流消耗。禁用的LIN收发器可以随时通过主节点或其他从节点的LIN消息来激活。
② 低压差电压调节器。可以通过SPI命令将SBC的工作模式设置成“Sleep”模式。在这个工作模式下，该电压调节器被关闭，以停止对微控制器供电，从而使系统进入休眠状态，将功耗降到最小。
③ 高边开关。高边开关可以直接驱动LED。在不需要使用LED的场合，可以直接通过SPI命令将该开关关闭。
④ 霍尔传感器电源。该电源可以直接为霍尔传感器供电，驱动霍尔传感器正常工作，也可以为其他一些设备，比如运算放大器供电。在不需要使用霍尔传感器的场合，可以直接通过SPI命令将该电源关闭。

3.2 SBC的省电模式与唤醒测试

　　SBC可以在多个工作模式下工作，根据实际应用情况，可以灵活地进行工作状态的切换。SBC提供了2种省电模式，“Sleep”模式和“Stop”模式。工作在这2种模式下，可以极大地降低系统的功耗。

3.2.1 SBC Sleep Mode

　　可以通过直接修改SPI命令来进入该工作模式。在这个工作模式下，LIN收发器以及所有的内部开关都被关闭，同时内部的电压调节器也被关闭，以停止对微控制供电。通过这种方式可以将系统的功耗降到最小。可以通过5个唤醒输入引脚上的电平跳变或者LIN消息来退出该模式，将系统唤醒。被唤醒后，内部的电压调节器将自动激活，微控制器将产生1个复位信号，将系统复位。图2为“Sleep”模式的测试波形。其中，曲线1为唤醒输入引脚MON4的波形，曲线2为复位引脚RESET的波形。在“Sleep”模式下，MON4引脚的输入为12 V高电平，RESET引脚输出0 V低电平。当MON4引脚的电平发生跳变，由高电平变为低电平后，RESET引脚产生1个5 V高电平的复位信号，将系统唤醒并复位。从图中可以看出这段唤醒时间持续约9.5 ms。根据进一步的测量，在该模式下，系统的静态电流约为9 mA。

图2 SBC Sleep Mode 测试波形

3.2.2 SBC Stop Mode

　　需要先将XC866的工作模式设置成省电模式，再修改SPI命令才能进入该工作模式。在这个工作模式下，LIN收发器以及所有的内部开关也都被关闭，但是并不关闭电压调节器，而是用微弱的静态电流对微控制器供电，微控制器同时停止执行指令。可以通过5个唤醒输入引脚上的电平跳变或者LIN消息来退出该模式。图3为“Stop”模式的测试波形。其中，曲线1为唤醒输入引脚MON4的波形，曲线2为输出引脚P0.5的波形。在“Stop”模式下，MON4引脚的输入为12 V高电平，P0.5引脚输出0 V低电平，当MON4引脚的电平发生跳变，由高电平变为低电平后，将系统唤醒，然后马上让P0.5引脚输出5 V高电平。从图中可以看出这段唤醒时间持续约265 μs。根据进一步的测量，在该模式下，系统的静态电流约为30 mA。与“Sleep”模式相比较，该模式不仅能够极大地降低系统功耗，同时因为没有关闭微控制器，能够更快地将系统唤醒，而且唤醒后不产生复位信号，直接从停止的指令位置继续执行。