基于屏幕保护技术的微电脑时控开关延时休眠研究

◎蒲启成 洪斌杰

基于屏幕保护技术的微电脑时控开关延时休眠研究

◎蒲启成 洪斌杰

微电脑时控开关的程序设置显示在LCD屏幕上，通常条件下,在设置完成且正常工作后，LCD屏幕的持续显示不仅增加产品功耗，而且影响电池使用寿命。对此，本文将屏幕保护技术应用于LCD显示器的微电脑失控开关，设计了实现LCD显示屏延时休眠的技术方案。实验结果显示，该技术能大大降低LCD显示屏的功耗，延长内置电池的使用寿命，降低维护成本，还可提供产品稳定性。

微电脑时控开关是自动控制电路中常用到的一种器件,是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的自动开关装置。通过设置用电器定时开关机时间，实现自动控制功能，广泛应用于路灯、灯箱、霓虹灯、生产设备、农业养殖、仓库排风除湿、自动预热、广播电视等的定时自动打开，自动关闭的控制。

微电脑时控开关在设置定时开关机时间时，通过LCD屏幕显示设置的参数，供设置人员查看确认。设置完成后，微电脑时控开关自动运行，无需人员值守，LCD屏幕持续显示相应的参数已毫无意义，徒增产品功耗，在微电脑时控开关关闭用电器期间，LCD屏幕显示完全依靠微电脑时控开关内部自带的电池供电，这将大大影响电池的使用寿命。

针对LCD屏持续显示所带来的问题，经研究认为，采用屏幕保护技术，微电脑检测到一定时间内未进行任何操作时，自动关闭屏幕，降低功耗，当需要重新工作时，按任意键即可唤醒，可以完美解决此问题，通过作者的努力，该项技术在微电脑时控开光上的应用已取得一项实用新型专利，专利号为:CN201520132644.6）。

经测算，微电脑时控开关使用的LCD屏幕工作时电流为5.0-5.7μA,使用屏幕保护熄屏状态下工作电流为0.7-0.8μA，采用屏幕保护技术后的产品可以降低86%的功耗，可以延长微电脑时控开关内部自带的电池寿命两年。

应用思路

设计思路。受电脑屏幕保护技术可以降低显示屏亮度，节约电能的启发，在微电脑时控开关芯片中嵌入休眠功能程序。微电脑时控开关完成设置定时延时相关模式、时间等参数后，MCU通过按键扫描子程序周期性扫描按键输入情况，在设定的时间内，若无按键输入，时控开关维持固定时间LCD显示状态后，自动关闭LCD显示输出，来达到功耗降低的目的，通过该方式可以节电80%以上，极大的延长电池的使用寿命。当用户需要观察时间设置或者重新设置定时延时开关数据时，可以任意按键唤醒LCD显示输出：当MCU内部按键扫描子程序检测到有按键输入时，恢复LCD显示输出功能，详见图1。

设计方案。时控开关锁定状态下，时控开关微处理器芯片实时周期性扫描按键，当检测到有自动/手动+时钟组合按键同时按下且持续时间超过3秒以上时，显示屏显示按照顺序on 1--＞on 2--＞on 3--＞on 4--＞on 5--＞on 6--＞on 7--＞on 8--＞on 9--＞off依次循环设置。按下校时按键进行正向调整(如上)，按下校分按键进行反向调整。内部程序等待完成休眠时间设置，若10秒内再次检测到有自动/手动+时钟组合按键按下，则退回原来状态；若超过10秒无按键动作则自动退回锁定状态。完成休眠时间设置后，时控开关微处理器芯片开始计时，当达到设定时间后，内部主程序控制芯片COM及SEG等输出I/O口停止输出信号，此时COM及SEG等用于驱动LCD显示的I/O口处于高阻状态，没有电流输出，有效降低功耗。在休眠状态下任意按键动作可唤醒LCD显示。

休眠状态显示说明：休眠功能开启，显示屏显示(on 1～on 9) 见图2、图3。

休眠时间设置（时间单位：s为秒；m为分钟）：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

休眠功能关闭，显示屏显示 off 见图4。

采用了休眠功能前后屏幕状态的对比：

通过一年来不断的研发改进及使用验证，采用了显示屏延时休眠功能的时控开关，电池寿命比原来延长了1.5～1.8倍，电池的使用量较改进前降低了20%，客户分别通过电话，邮件等不同方式向公司产品改进为其降低维护成本和提高市场竞争力而表示感谢。这充分体现了屏幕保护技术在微电脑时控开关上的应用一方面大大减轻了客户的使用维护成本，同时又赋予产品新的功能，增强了市场竞争力。另一方面又减少了电池的使用量，体现了节能降耗的设计理念，为保护环境做出了贡献。

(作者单位：浙江正泰电器股份有限公司)