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2019年12月19日 | 小小的水果竟能驱动AVR单片机？
2019-12-19 来源：elecfans
能工作的水果供电的AVR单片机的配置如下：
硬件：Mega88，32KHz外部晶振，2倍负压电路由AVR的PWM驱动，LCD是静态的笔端式LCD，用Mega88的IO口直接驱动，没有分时扫描。
软件：在Timer0中断服务程序中每2秒钟刷新LCD显示，平时AVR工作在空闲模式。Timer1提供PWM波形驱动2倍负压电路。
测量数据：
电路工作时水果电池电压2.5V，整机电流30uA，2倍负电压提供电压大约-3V。
本来觉得水果电池驱动LCD只是展示会上的噱头，三片柠檬的电力，应该足够带动LCD的。不过最初当我用Mega8L做了一个电路却不能用水果电池驱动时，我下决心亲自实践一番，看看水果供电的AVR单片机能否成功。这样我可以验证对低功耗单片机设计的一些认识；而我手头上一个用MSP430的项目，样机已经做好多时了，觉得MSP430不爽（不只是贵，我们还要维护两套平台），有心想要改成AVR。那个MSP430功耗真是低，3节五号镍镉电池供电的样机，停停走走用了一年多。
喜欢MSP430做低功耗设计的朋友，欢迎来砸砖。
这是水果电池的电极，阳极是做PCB的覆铜板，阴极是镀锌螺丝。将上述电极浸入滴过醋的三个水杯里，我测到水果电池的容量能达到：空载电压3V，短路电流400uA。这使我有信心演示出水果供电的AVR单片机。
水果电池的电极
我用Mega8L做了一个电路，驱动静态的笔端式LCD，能够在2～3节电池下工作，却不能用水果电池驱动。原来Mega8L标称的最低工作电压是2.7V，实际可以工作到2.5V。水果电池电压被拉到1.9V，电流60uA，可见水果电池的容量很小。我没有花时间去改进水果电池，倒是想进一步改进AVR。
于是我先用Tiny13做了一个闪烁LED的实验，成功的验证了水果对AVR单片机供电的可能。Tiny13是可以工作到1.8V的。LED是Fairchild的HLMP-D150，小电流时的亮度要比普通LED好。实际上当LED点亮时，绝大部分功耗在LED上。
Tiny13驱动LED闪烁（亮）
Tiny13驱动LED闪烁（灭）
一周以后的水果电池
我想用Mega88P之类的PicoPower技术的AVR芯片代替Mega8，工作电流比前一代产品小，工作电压可以低到1.8V。终于收到了从Armok那里买的Mega88。虽然Mega88和Mega8 Pin-pin 兼容，但和Mega8的寄存器略有不同，还得重新为Mega88编译代码。3V下LCD亮了，但是2.3V下LCD已经完全黯淡无光。原来LCD是设计在5V工作的，于是又装了一个2倍负压电路，用对称的PWM波驱动倍压电路。
Mega88驱动LCD显示数字0～9
史海拾趣
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