◎蒲啟成 洪斌杰

基于屏幕保護技術(shù)的微電腦時控開關(guān)延時休眠研究

◎蒲啟成 洪斌杰

微電腦時控開關(guān)的程序設(shè)置顯示在LCD屏幕上，通常條件下,在設(shè)置完成且正常工作后，LCD屏幕的持續(xù)顯示不僅增加產(chǎn)品功耗，而且影響電池使用壽命。對此，本文將屏幕保護技術(shù)應(yīng)用于LCD顯示器的微電腦失控開關(guān)，設(shè)計了實現(xiàn)LCD顯示屏延時休眠的技術(shù)方案。實驗結(jié)果顯示，該技術(shù)能大大降低LCD顯示屏的功耗，延長內(nèi)置電池的使用壽命，降低維護成本，還可提供產(chǎn)品穩(wěn)定性。

微電腦時控開關(guān)是自動控制電路中常用到的一種器件,是一種使用在較低的電壓或較小電流的電路上，用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的自動開關(guān)裝置。通過設(shè)置用電器定時開關(guān)機時間，實現(xiàn)自動控制功能，廣泛應(yīng)用于路燈、燈箱、霓虹燈、生產(chǎn)設(shè)備、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、倉庫排風除濕、自動預(yù)熱、廣播電視等的定時自動打開，自動關(guān)閉的控制。

微電腦時控開關(guān)在設(shè)置定時開關(guān)機時間時，通過LCD屏幕顯示設(shè)置的參數(shù)，供設(shè)置人員查看確認。設(shè)置完成后，微電腦時控開關(guān)自動運行，無需人員值守，LCD屏幕持續(xù)顯示相應(yīng)的參數(shù)已毫無意義，徒增產(chǎn)品功耗，在微電腦時控開關(guān)關(guān)閉用電器期間，LCD屏幕顯示完全依靠微電腦時控開關(guān)內(nèi)部自帶的電池供電，這將大大影響電池的使用壽命。

針對LCD屏持續(xù)顯示所帶來的問題，經(jīng)研究認為，采用屏幕保護技術(shù)，微電腦檢測到一定時間內(nèi)未進行任何操作時，自動關(guān)閉屏幕，降低功耗，當需要重新工作時，按任意鍵即可喚醒，可以完美解決此問題，通過作者的努力，該項技術(shù)在微電腦時控開光上的應(yīng)用已取得一項實用新型專利，專利號為:CN201520132644.6）。

經(jīng)測算，微電腦時控開關(guān)使用的LCD屏幕工作時電流為5.0-5.7μA,使用屏幕保護熄屏狀態(tài)下工作電流為0.7-0.8μA，采用屏幕保護技術(shù)后的產(chǎn)品可以降低86%的功耗，可以延長微電腦時控開關(guān)內(nèi)部自帶的電池壽命兩年。

應(yīng)用思路

設(shè)計思路。受電腦屏幕保護技術(shù)可以降低顯示屏亮度，節(jié)約電能的啟發(fā)，在微電腦時控開關(guān)芯片中嵌入休眠功能程序。微電腦時控開關(guān)完成設(shè)置定時延時相關(guān)模式、時間等參數(shù)后，MCU通過按鍵掃描子程序周期性掃描按鍵輸入情況，在設(shè)定的時間內(nèi)，若無按鍵輸入，時控開關(guān)維持固定時間LCD顯示狀態(tài)后，自動關(guān)閉LCD顯示輸出，來達到功耗降低的目的，通過該方式可以節(jié)電80%以上，極大的延長電池的使用壽命。當用戶需要觀察時間設(shè)置或者重新設(shè)置定時延時開關(guān)數(shù)據(jù)時，可以任意按鍵喚醒LCD顯示輸出：當MCU內(nèi)部按鍵掃描子程序檢測到有按鍵輸入時，恢復(fù)LCD顯示輸出功能，詳見圖1。

設(shè)計方案。時控開關(guān)鎖定狀態(tài)下，時控開關(guān)微處理器芯片實時周期性掃描按鍵，當檢測到有自動/手動+時鐘組合按鍵同時按下且持續(xù)時間超過3秒以上時，顯示屏顯示按照順序on 1--＞on 2--＞on 3--＞on 4--＞on 5--＞on 6--＞on 7--＞on 8--＞on 9--＞off依次循環(huán)設(shè)置。按下校時按鍵進行正向調(diào)整(如上)，按下校分按鍵進行反向調(diào)整。內(nèi)部程序等待完成休眠時間設(shè)置，若10秒內(nèi)再次檢測到有自動/手動+時鐘組合按鍵按下，則退回原來狀態(tài)；若超過10秒無按鍵動作則自動退回鎖定狀態(tài)。完成休眠時間設(shè)置后，時控開關(guān)微處理器芯片開始計時，當達到設(shè)定時間后，內(nèi)部主程序控制芯片COM及SEG等輸出I/O口停止輸出信號，此時COM及SEG等用于驅(qū)動LCD顯示的I/O口處于高阻狀態(tài)，沒有電流輸出，有效降低功耗。在休眠狀態(tài)下任意按鍵動作可喚醒LCD顯示。

休眠狀態(tài)顯示說明：休眠功能開啟，顯示屏顯示(on 1～on 9) 見圖2、圖3。

休眠時間設(shè)置（時間單位：s為秒；m為分鐘）：on 1=30s，on 2=1m，on 3=2m，on 4=4m，on 5=8m，on 6=15m，on 7=30m，on 8=60m，on 9=120m

休眠功能關(guān)閉，顯示屏顯示 off 見圖4。

采用了休眠功能前后屏幕狀態(tài)的對比：

通過一年來不斷的研發(fā)改進及使用驗證，采用了顯示屏延時休眠功能的時控開關(guān)，電池壽命比原來延長了1.5～1.8倍，電池的使用量較改進前降低了20%，客戶分別通過電話，郵件等不同方式向公司產(chǎn)品改進為其降低維護成本和提高市場競爭力而表示感謝。這充分體現(xiàn)了屏幕保護技術(shù)在微電腦時控開關(guān)上的應(yīng)用一方面大大減輕了客戶的使用維護成本，同時又賦予產(chǎn)品新的功能，增強了市場競爭力。另一方面又減少了電池的使用量，體現(xiàn)了節(jié)能降耗的設(shè)計理念，為保護環(huán)境做出了貢獻。

(作者單位：浙江正泰電器股份有限公司)