TLE7810特有的SBC低功耗設計方法

　　從圖1中可以看出，SBC配備1個LIN收發器、1個低壓差電壓調節器、2個用于驅動繼電器的低邊開關、1個用于驅動LED的高邊開關、1個霍爾傳感器電源、5個喚醒輸入，以及1個標準的16位SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設接口）接口等。通過SPI接口，XC866可以發送1個16位的命令來控制SBC的運行， SBC同時向XC866回復1個16位的數據，指示SBC當前的運行狀態。

3 SBC的低功耗設計方案

3.1 SBC集成的外設

　　SBC不僅將多個外設集成到1個芯片內部，而且可以通過SPI接口控制這些外設的打開與關閉，根據實際應用情況，可以靈活地控制這些外設，以達到降低功耗的目的。

① LIN收發器。可以通過SPI命令將SBC的工作模式設置成“LIN Sleep”模式。在這個工作模式下，LIN收發器的內部上拉電阻被關掉，以此來禁用LIN收發器，這樣就能夠減小一部分電流消耗。禁用的LIN收發器可以隨時通過主節點或其他從節點的LIN消息來激活。
② 低壓差電壓調節器。可以通過SPI命令將SBC的工作模式設置成“Sleep”模式。在這個工作模式下，該電壓調節器被關閉，以停止對微控制器供電，從而使系統進入休眠狀態，將功耗降到最小。
③ 高邊開關。高邊開關可以直接驅動LED。在不需要使用LED的場合，可以直接通過SPI命令將該開關關閉。
④ 霍爾傳感器電源。該電源可以直接為霍爾傳感器供電，驅動霍爾傳感器正常工作，也可以為其他一些設備，比如運算放大器供電。在不需要使用霍爾傳感器的場合，可以直接通過SPI命令將該電源關閉。

3.2 SBC的省電模式與喚醒測試

　　SBC可以在多個工作模式下工作，根據實際應用情況，可以靈活地進行工作狀態的切換。SBC提供了2種省電模式，“Sleep”模式和“Stop”模式。工作在這2種模式下，可以極大地降低系統的功耗。

3.2.1 SBC Sleep Mode

　　可以通過直接修改SPI命令來進入該工作模式。在這個工作模式下，LIN收發器以及所有的內部開關都被關閉，同時內部的電壓調節器也被關閉，以停止對微控制供電。通過這種方式可以將系統的功耗降到最小。可以通過5個喚醒輸入引腳上的電平跳變或者LIN消息來退出該模式，將系統喚醒。被喚醒后，內部的電壓調節器將自動激活，微控制器將產生1個復位信號，將系統復位。圖2為“Sleep”模式的測試波形。其中，曲線1為喚醒輸入引腳MON4的波形，曲線2為復位引腳RESET的波形。在“Sleep”模式下，MON4引腳的輸入為12 V高電平，RESET引腳輸出0 V低電平。當MON4引腳的電平發生跳變，由高電平變為低電平后，RESET引腳產生1個5 V高電平的復位信號，將系統喚醒并復位。從圖中可以看出這段喚醒時間持續約9.5 ms。根據進一步的測量，在該模式下，系統的靜態電流約為9 mA。

圖2 SBC Sleep Mode 測試波形

3.2.2 SBC Stop Mode

　　需要先將XC866的工作模式設置成省電模式，再修改SPI命令才能進入該工作模式。在這個工作模式下，LIN收發器以及所有的內部開關也都被關閉，但是并不關閉電壓調節器，而是用微弱的靜態電流對微控制器供電，微控制器同時停止執行指令。可以通過5個喚醒輸入引腳上的電平跳變或者LIN消息來退出該模式。圖3為“Stop”模式的測試波形。其中，曲線1為喚醒輸入引腳MON4的波形，曲線2為輸出引腳P0.5的波形。在“Stop”模式下，MON4引腳的輸入為12 V高電平，P0.5引腳輸出0 V低電平，當MON4引腳的電平發生跳變，由高電平變為低電平后，將系統喚醒，然后馬上讓P0.5引腳輸出5 V高電平。從圖中可以看出這段喚醒時間持續約265 μs。根據進一步的測量，在該模式下，系統的靜態電流約為30 mA。與“Sleep”模式相比較，該模式不僅能夠極大地降低系統功耗，同時因為沒有關閉微控制器，能夠更快地將系統喚醒，而且喚醒后不產生復位信號，直接從停止的指令位置繼續執行。