有一種常見的工業(yè)和消費應用，即按一個長間隔（如每分鐘一次）對環(huán)境條件，如GpS（全球定位系統）位置、電壓、溫度或光線進行采樣的系統。這類系統正越來越多地采用無線和電池供電方式，它每分鐘蘇醒過來，作一次采樣，將數據傳輸到一個中央數據采集終端，然后再次進入睡眠狀態(tài)。本設計實例用一片AlteraEpM240-T100CpLD（復雜可編程邏輯器件）中的一小部分，結合一些分立電容、電阻、二極管和MOSFET，通過一個RC按時器電路，自動將一個CpLD系統從完全斷電狀態(tài)喚醒。這種方法在兩種情況下都有最小的功耗：一種是電源接通時的采樣期間，另一種是系統斷電（除RC電路以外）時的采樣之間。

圖1是基本的CpLD開/關按時器。Q1是一片IRLML6302p溝道MOSFET，用作系統的電源控制開關。當門節(jié)點為VCC時，R2上拉，連接CpLD和整個系統的電源均被切斷，只有RC電路消耗少量電能。CpLD帶有一個控制塊、一個4.4MHz內部振蕩器、一個3位寄存器，以及6個I/O。圖2為控制部分的狀態(tài)機。狀態(tài)機的輸出為高電平，所有其它輸出均為低電平。從掉電到上電的虛線表示時間延遲，該時間延

遲在系統斷電時由R1與C1構成的RC電路測量。開關S1接通時電路初始化。當S1閉合時，D2將門節(jié)點拉低，當門電壓低于VCC0.7V時Q1導通。Q1加電不到200ms后，EpM240-T100工作在上電狀態(tài)。上電狀態(tài)將電源節(jié)點拉低，將門電壓保持在0.7V，在開關打開后使Q1維持導通。上電狀態(tài)亦將充電節(jié)點拉至VCC。這個動作將C1的負端充電至VCC。由于reset=0，控制塊進入復位狀態(tài)，而Register1被復位。一旦S1打開，控制塊進入使能狀態(tài)，使能信號驅動為1。接下來，采樣與傳輸電路開始工作，使done信號為0。當采樣與傳輸完成時，done信號變?yōu)?，而控制塊進入保存狀態(tài)。保存狀態(tài)按照Register1中的值，將電容C2充電至CN。保存狀態(tài)激活100ms時間，使輸出對10mF電容完全充電。經過100ms后，控制塊進入斷電狀態(tài)，停止驅動充電節(jié)點與電源節(jié)點。R4將電源節(jié)點拉高，而R2拉高門節(jié)點。當門節(jié)點使VCC-VTQ1達到大約2.3V時，Q1切斷系統的供電。EpM240-T100的所有I/O均處于高阻抗狀態(tài)，并且不影響門節(jié)點或充電節(jié)點。充電節(jié)點開始于VCC，并在電源關斷時開始通過R1放電。一旦充電節(jié)點掉落到2.3V，D1拉低門節(jié)點。當充電節(jié)點達到1.6V時，門節(jié)點為2.3V，Q1導通。Q1導通的時間略小于R1和C1的t。關斷時間等于R1×C1=100,000×0.0001=10s。

器件在上電狀態(tài)上電，但很快轉至采樣狀態(tài)。采樣狀態(tài)記錄電容C2、C3和C4上的值。這些電容用作非易失存儲器，保存以前上電循環(huán)的次數。假如C4~C2上采樣的Register1值小于7，則控制塊開始遞增，而Register1的值以1為增量新增。然后，控制塊再次進入保存狀態(tài)，C2~C4充電到一個新的二進制值001。器件再次斷電。在第8次上電循環(huán)，或上電后大約80s，控制塊轉為使能狀態(tài)，因而開始一個新的采樣與傳輸順序。這個過程每80s重復一次。你可以調整C1和R1改變Register1的大小和使能循環(huán)之間的計數，就可以改變這個80s的周期。由于80s周期包含8個較小的上電采樣、測試與斷電循環(huán)，供電的占空周期小于3%，因此，這種方法將電池壽命新增了33倍。