探索LTC2956：高效唤醒定时器的设计与应用

在电子设备的设计中，低功耗和定时唤醒功能至关重要。今天我们就来深入了解一下由Linear Technology推出的LTC2956唤醒定时器，以及与之配套的DC2254A演示电路。

文件下载：DC2254A-A.pdf

LTC2956简介

LTC2956是一款微功耗、宽输入电压范围且可配置的唤醒定时器，具备按钮控制功能。它能够周期性地唤醒并开启连接的系统，执行诸如温度监测或图像捕捉等任务，任务完成后再关闭系统以节省电量。其唤醒定时器周期可在250ms至39天的范围内调整，灵活性极高。

DC2254A演示电路特点

DC2254A演示电路有2254A - A和2254A - B两个版本，分别采用了LTC2956 - 1和LTC2956 - 2芯片。该电路方便用户访问配置设备所需的所有引脚。板载跳线和8引脚DIP开关提供了多种数值选项，可用于设置唤醒定时器、唤醒定时器周期和长关机时间。此外，还有接线柱，能直接访问LTC2956上的所有引脚，便于与任意需求的系统进行接口连接。设计文件可在http://www.linear.com/demo/DC2254A获取。

跳线与开关设置

范围时间周期（JP2）

此跳线用于设置使能信号断言之间的时间周期，板上提供250ms和1s两个选项。若需要其他时间，可参考LTC2956数据手册中的应用信息，更换R11和/或R12电阻。

唤醒定时器（JP1）

用于设置使能信号保持断言的时间。板载电容可实现19.9ms的唤醒时间，也可使用外部任意电容设置用户自定义的使能时间，最大允许唤醒时间为13.3ms/nF。

LDO_IN（JP3）

用于选择板载LT3060稳压器的输入。可设置为INT，连接到VIN引脚；也可设置为EXT，由LDO_IN接线柱驱动，仅适用于LED/监测电路。

SW1

这是一个8引脚DIP开关，可用于将器件初始化为RUN或SHUTDOWN模式，还能配置tLONG时间。更多信息可参考LTC2956数据手册中的应用信息。

SW2

这是一个按钮开关，控制PB引脚的输入。这是一个低电平有效输入，通过900kΩ上拉电阻连接到内部3.3V稳压电源。按下按钮后，经过32ms的初始消抖时间，EN/EN引脚将被断言。

外部连接

信号连接通过板边缘的一排接线柱实现：

• GND：3个接线柱直接连接到接地平面。
• VIN：连接1.6V至36V的电源。
• ONMAX：若需要任意唤醒时间，可从该接线柱连接一个电容到GND。使用关系(t_{AWAKETIME }=13.3 ~ms / nF)，若使用此接线柱，需将唤醒定时器跳线设置为EXTERNAL。
• PB：该接线柱已由演示板上的按钮驱动，若需要，也可由外部信号驱动以模拟按钮按下。
• LDO_IN：当LDO_IN跳线设置为EXT时，可用于为LT3060提供电源。
• LDO_OUT：LT3060的输出，其状态可通过标有“LED SUPPLY”的LED进行监测。

数字连接

• EN/EN：LTC2956 - 1为高电平有效，LTC2956 - 2为低电平有效信号。应在消抖按钮按下或由范围时间周期跳线设置的有效时间周期后变为有效。
• ONALERT：当器件从SHUTDOWN模式进入RUN模式时，该接线柱拉低。信号在EN/EN引脚被断言时保持低电平，可作为系统的输入，请求初始启动程序。若未使用，可留空。
• OFFALERT：当器件从RUN模式进入SHUTDOWN模式时，该接线柱拉低1秒。此引脚可连接到系统的中断输入（通过上拉电阻连接到系统电源），在关机前提醒系统。若未使用，可留空。
• SLEEP：这是一个输入，在RUN模式下有效。在唤醒状态下，SLEEP输入的下降沿将使EN/EN失效，使系统进入睡眠状态。若在睡眠状态下SLEEP输入变为高电平，LTC2956将重新进入唤醒状态并重新断言EN/EN以开启系统。将该接线柱保持高电平超过tLONG（由SW1设置）将强制LTC2956进入SHUTDOWN模式。更多细节可参考数据手册。
• PBOUT：该接线柱跟随消抖后的(overline{PB})输入。若未使用，可留空。

工作原理

电源连接

将1.6V至36V的电源连接到VIN。若VIN小于5.5V，则将LDO_IN跳线设置为EXTERNAL，并将5.5V至35V的电源连接到LDO_IN接线柱。即使LDO_IN未供电，LTC2956仍可正常工作，但监测LED将无法正常工作。

运行和关机模式

LTC2956有RUN模式和SHUTDOWN模式两种工作模式。

• RUN模式：LTC2956在唤醒状态和睡眠状态之间循环，周期为tPERIOD，由范围时间周期跳线设置。在唤醒状态下，EN/EN引脚被断言以开启系统，tONMAX定时器运行。tONMAX定时器可通过唤醒定时器跳线进行配置。当在SLEEP引脚检测到下降沿或tONMAX定时器到期时，LTC2956退出唤醒状态。在睡眠状态下，EN/EN输出保持未断言状态。当达到tPERIOD时间、按下按钮或在SLEEP引脚检测到逻辑高电平时，LTC2956才会返回唤醒状态。若按钮保持低电平的时间超过用户定义的tLONG周期，LTC2956可进入SHUTDOWN模式。
• SHUTDOWN模式：这是一种极低功耗模式，定时器禁用。可通过按下按钮或在SLEEP输入上出现持续时间超过tLONG的高脉冲进入该模式。短按按钮可使LTC2956回到RUN模式。上电时，LTC2956可初始化为这两种模式之一，SW1提供8种不同选项来初始化器件。

ONALERT和OFFALERT信号

• ONALERT信号：当LTC2956从SHUTDOWN模式进入RUN模式时，ONALERT信号拉低，有助于连接的系统运行初始化任务。
• OFFALERT信号：当LTC2956从RUN模式进入SHUTDOWN模式时，OFFALERT信号拉低。在RUN模式下，若PB引脚保持低电平的时间超过tLONG，LTC2956首先将OFFALERT引脚拉低，持续时间为tOFF（典型值为1s）。tOFF定时器完成后，LTC2956转换到SHUTDOWN模式。

元件清单

文档中详细列出了DC2254A所需的电路元件，包括电容、电阻、LED、开关、集成电路等，以及DC2254A - A和DC2254A - B各自所需的特定电路元件。这些元件的规格和制造商信息都有明确记录，为设计和调试提供了重要参考。

重要注意事项

该演示板仅用于工程开发或评估目的，不用于商业用途。作为原型产品，可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，可能不符合电磁兼容性指令或其他法规要求。若评估套件不符合演示板手册中的规格，可在交付日期起30天内退货并获得全额退款。用户需承担货物的正确和安全处理责任，同时要注意静电放电防护。此外，Linear Technology不承担应用协助、客户产品设计、软件性能或专利侵权等方面的责任。

通过对LTC2956和DC2254A演示电路的深入了解，电子工程师们可以更好地利用这些技术，设计出低功耗、高效能的电子设备。大家在实际应用中是否遇到过类似定时器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。