智能晶片及其處理信息的方法

2023-09-12 23:50:00

專利名稱：智能晶片及其處理信息的方法
技術領域：
本發明涉及一種智能晶片，尤其是一種應用在成像設備領域 中的智能晶片。
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背景技術：
印表機和複印機是廣泛應用的成像設備，現今市場上流行的 印表機或複印機一般使用碳粉或者墨水作為成像耗材，這些成像 耗材容置在相應的耗材盒體中(碳粉盒或者墨盒等)，耗材盒體 上大都裝有智能晶片，當這些耗材盒體被安裝到印表機或複印機 10 等成像設備內時，智能晶片可以實現與印表機或複印機主體的信 息交換。
一般地，現有智能晶片是按照以下方法實現與印表機或
複印機主體進行信息交換的當接收數據時，智能晶片的微控制 器檢測成像設備提供的時鐘周期的邊沿變化，從而採集數據線的 位數據，並且通過8次移位接收到一個字節數據；當發送數據
15 時，智能晶片的微控制器檢測成像設備提供的時鐘周期的邊沿變 化，從而往數據線上發送位數據，並且通過8次移位發送完一個 字節；同時，對上述數據進行相關的運算操作，從而實現信息交 換。然而，目前成^f象設備提供給智能晶片的時鐘周期已經達到幾 百個納秒，甚至更小，在如此短的時鐘周期內，現有的最高速智
20 能晶片的微控制器都無法同時完全正確執行檢測時鐘的邊沿變 化、將數據接收移位、將數據移位發送以及對數據進行運算等操 作，從而出現悽t據丟失的情況。
綜上所述，提供一種無需微控制器檢測時鐘邊沿變化及將數 據移位就能正確接收和發送數據的智能晶片實屬必要。
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發明內容
本發明的第一發明目的是提供一種無需微控制器檢測時鐘邊
沿變化及將數據移位就能正確接收和發送數據的智能晶片；
本發明的另一發明目的是提供上述智能晶片的信息處理方法。
5為實現上述第一發明目的，本發明提供的智能晶片包括一個
內置程序的微控制器， 一個接在微控制器輸入端的計數器， 用於將成像設備傳送的時鐘信號分頻後傳送給微控制器， 一個接 在微控制器輸入端的串行輸入並行輸出移位寄存器，用於將成像 設備傳送的數據移位後傳送給微控制器， 一個接在串行輸入並行 io 輸出移位寄存器時鐘信號輸入端的反相器，用於將成像設備傳送 的時鐘下降沿反相成時鐘上升沿，並且將該上升沿提供給串行輸 入並行輸出移位寄存器作為時鐘輸入信號， 一個接在微控制器輸 出端的並行輸入串行輸出移位寄存器，用於將微控制器傳送的數 據移位後傳送給成像設備。
15 由以上方案可見，本發明提供的智能晶片分別採用計數器、
串行輸入並行輸出移位寄存器以及並行輸入串行輸出移位寄存器 執行檢測時鐘邊沿變化以及將數據移位操作，保證微控制器有充 足的時間對數據進行運算操作，由此，使得數據不會丟失，進而 保證智能晶片能夠與成像設備進行正常的信息交換。
20 為實現上述另一發明目的，本發明所述的智能晶片處理信息
的方法包括以下步驟
步驟一，首先設置外部中斷0和外部中斷1的邊沿觸發方 式，並且啟動串行輸入並行輸出的移位寄存器的數據移位使能；
步驟二，微控制器讀取其引腳10Al IOA7接收到的數據；
步驟三，微控制器判斷其引腳IOA1-IOA7接收到的數據是 否為通訊數據，如果是，則執行步驟四，如果否，重新執行步驟
步驟四，設置存放接收數據的首地址，並且打開外部中斷
5 0;
步驟五，糹效控制器判斷其是否已經接收到N(N為自然數) 個字節的數據，如果是，則執行步驟六，如果否，則重新執行步 驟五；
步驟六，關閉外部中斷0，並且微控制器對數據進行處理；
io步驟七，設置存放發送數據的首地址；
步驟八，將存放在發送數據首地址的數據傳送到微控制器的 引腳IOBl IOB7;
步驟九，打開外部中斷1;
步驟十，孩吏控制器判斷其是否已經將M (M為任意自然數) 15個字節的數據發送完畢，如果是，則執行步驟十一，如果否，則 重新執行步驟十；
步驟十一，關閉外部中斷l，並且重新執行步驟二。
與已有技術相比，本發明所提供的智能晶片處理信息的方法 利用外部中斷0和外部中斷1連續接收數據和連續發送數據，在 20 8分頻輸出信號作用下，使得進入中斷處理子程序的速度加快， 並且加快接收跟蹤速度和發送跟蹤速度。


圖l是本發明智能晶片的具體電路圖； 圖2是智能晶片的工作流程圖； 25圖3是外部中斷0的詳細流程；
圖4是外部中斷1的詳細流程。
以下結合實施例及其附圖作進一步的詳細說明。
具體實施例方式
參見圖l所示，圖1揭示了一個用於印表機耗材盒體上較為 5 簡單的智能晶片的具體電路結構。濾波電容C1、計數器IC1、反 相器IC2、串行輸入並行輸出移位寄存器IC3、並行輸入串行輸 出移位寄存器IC4以及糹效控制器IC5通過電壓觸點VCC和接地 觸點GND提供工作電源，數據信號觸點SDA提供數據信號給串 行輸入並行輸出移位寄存器IC3,時鐘信號觸點SCK提供時鐘信 10 號給計數器IC1、反相器IC2以及並行輸入串行輸出移位寄存器 IC4。並行輸入串行輸出移位寄存器IC4將微控制器IC5輸出的 數據信號移位後傳送給數據信號觸點SDA。
濾波電容Cl 4妻在電壓觸點VCC和接地觸點GND之間。
計數器IC1的1腳、7腳、9腳、10腳和16腳接電壓觸點 15 VCC， 2腳接時鐘信號觸點SCK， 3腳、4腳、5腳、6腳和8腳 與接地觸點GND相連，12腳與微控制器IC5的引腳IOC0和 IOC1相連，IOC0和IOC1分別作為孩i控制器IC5的外部中斷0 和外部中斷1的引腳。
反相器IC2設置在時鐘信號觸點SCK與串行輸入並行輸出移 20 位寄存器IC3的8腳之間。
串行輸入並行輸出移位寄存器IC3的1腳和2腳接數據信號 觸點SDA， 3腳、4腳、5腳、6腳、10腳、ll腳、12腳和13腳 分別連接孩"空制器IC5的IOAO、 IOAl、 IOA2、 IOA3、 IOA4、 IOA5、 10A6以及IOA7， 7腳與接地觸點GND相連，14腳接電 25 壓觸點VCC。
並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的1腳與微控制器IC5的 IOC3腳相連，2腳接時鐘信號觸點SCK, 3腳、4腳、5腳、6 腳、11腳、12腳、13腳以及14腳分別連接孩史控制器IC5的腳 IOBO、 IOBl、 IOB2、 IOB3、 IOB4、 IOB5、 IOB6以及IOB7, 8 5 腳和15腳都與接地觸點GND相連，9腳接數據信號觸點SDA, 16腳接電壓觸點VCC。
智能晶片的工作原理如下計數器IC1將時鐘信號觸點SCK 提供的時鐘信號進行8分頻操作，並且將經過8分頻操作的時鐘 信號傳送給微控制器IC5的IOCO或IOCl，從而觸發外部中斷0 io 或外部中斷1 (具體過程將在圖3和圖4中介紹)。反相器IC2 把時鐘信號觸點SCK提供的時鐘周期下降沿反相成上升沿傳送 給串行輸入並行輸出移位寄存器IC3的8腳。
當串行輸入並行輸出移位寄存器IC3在時鐘信號觸點SCK的 下降沿時鐘信號作用下，並且微控制器IC5提供高電平給串行輸
15 入並行輸出移位寄存器IC3的9腳時，即，打開串行輸入並行輸 出移位寄存器IC3的移位功能，串行輸入並行輸出移位寄存器 IC3將數據信號觸點SDA提供的數據逐位地並行移出到其3腳、 4腳、5腳、6腳、10腳、ll腳、12腳和13腳，同時，由於孩i控 制器IC5的IOA0、 IOAl、 IOA2、 IOA3、 IOA4、 IOA5、 IOA6以
20 及IOA7與串行輸入並行輸出移位寄存器IC3的3腳、4腳、5 腳、6腳、10腳、ll腳、12腳和13腳相連，微控制器IC5的引 腳1OA0 IOA7也被移入了相應的數據，之後，當計數器IC1的8 分頻信號(1位元組同步信號)觸發外部中斷0時，凝:控制器IC5 將讀取引腳1OA0 IOA7的數據，當微控制器IC5接收完N個字
25 節的數據後，關閉外部中斷0，即，停止接收數據，微控制器 IC5將接收到的N個字節的數據進行運算操作。
首先，微控制器IC5將要發送給印表機的數據存放在其引腳 1OB0 IOB7，當微控制器IC5提供低電平給並行輸入串行輸出移 位寄存器IC4的1腳時，微控制器IC5的引腳1OB0 IOB7的數據 被鎖存到並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的內部移位寄存器 5裡，然後，當微控制器IC5提供高電平給並行輸入串行輸出移位 寄存器IC4的1腳時，並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的移位 功能被打開，在時鐘信號觸點SCK的上升沿信號的作用下，並 行輸入串行輸出移位寄存器IC4的內部移位寄存器的數據逐位地 串行移出到數據信號觸點SDA,並且在計數器IC1的8分頻信號 io (1位元組同步信號)觸發外部中斷1的作用下，並行輸入串行輸 出移位寄存器IC4將M個字節的數據輸送完畢之後，微控制器 IC5關閉外部中斷1。即，停止發送數據。
以下結合圖2給出的工作流程圖，重點介紹本發明所述的智 能晶片的工作原理。
15 智能晶片首先進行復位操作，然後進入正常工作狀態。
在步驟21中，首先i殳置外部中斷0和外部中斷1的邊沿觸 發方式，並且啟動串行輸入並行輸出移位寄存器IC3的數據移位 使能。當4敖控制器IC5提供低電平給串行輸入並行輸出移位寄存 器IC3的9腳時，串行輸入並行輸出移位寄存器IC3提供給微控
20制器IC5的數據全部為"0",當微控制器IC5提供高電平給串行輸 入並行輸出移位寄存器IC3的9腳時，串行輸入並行輸出移位寄 存器IC3的數據移位使能被啟動，即，串行輸入並行輸出移位寄 存器IC3提供給微控制器IC5的並行數據為數據信號觸點SDA 的移位信號，同時，計數器IC1將時鐘信號觸點SCK提供的時鐘
25信號進行8分頻操作，反相器IC2把時鐘信號觸點SCK提供的時
鍾周期下降沿反相成上升沿傳送給串行輸入並行輸出移位寄存器 IC3的8腳，串行輸入並行輸出移位寄存器IC3將數據信號觸點SDA提供的數據逐位的移入其3腳、4腳、5腳、6腳、10腳、 ll腳、12腳和13腳。
在步驟22中，孩丈控制器IC5讀取其引腳10Al IOA7的數 據，即，當串行輸入並行輸出移位寄存器IC3將數據信號觸點 5 SDA提供的數據逐位的移入其3腳、4腳、5腳、6腳、10腳、 11腳、12腳和13腳時，由於微控制器IC5的IOAO、 IOAl、 IOA2、 10A3、 IOA4、 IOA5、 IOA6以及IOA7與串行輸入並行輸 出移位寄存器IC3的3腳、4腳、5腳、6腳、10腳、11腳、12 腳和13腳相連，孩i控制器IC5的引腳1OA0 IOA7也被移入了相 io 應的數據，之後，微控制器IC5將讀取引腳1OA0 IOA7的數 據；
在步驟23中，孩i控制器IC5判斷其引腳10Al IOA7接收到 的數據是否為通訊數據，如果是通訊數據，則執行步驟24,如果 不是通訊數據，重新執行步驟22，即，繼續讀取微控制器IC5引 15 腳10Al IOA7的數據，並判斷微控制器IC5引腳10Al IOA7的 數據是否為通訊數據，直到微控制器IC5引腳10Al IOA7的數 據是通訊數據為止；
在步驟24中，設置存放接收數據的首地址，並且打開外部 中斷0，即，當微控制器IC5引腳IOAl IOA7的數據是通訊數據 20 後，在微控制器IC5內部存儲器裡設置存放接收數據的首地址， 同時，打開外部中斷0開始接收數據，即，計數器IC1的12腳 輸出8分頻信號(接收1位元組同步信號)給微控制器IC5的引腳 IOC0,在上述分頻信號的作用下，《敖控制器IC5進入外部中斷0 子程序接收數據(見圖3說明)；
25 在步驟25中，微控制器IC5判斷其是否已經接收到N個字
節的數據，如果已經接收到N個字節的數據，則執行步驟26，
如果沒有接收到N個字節的數據，則重新執行步驟25，等待接 收完N個字節數據；
在步驟26中，關閉外部中斷0，即停止接收數據，並且對存 放在微控制器IC5內部存儲器的數據進行運算操作；
5 在步驟27中，設置存放發送數據的首地址，即，當微控制 器IC5對數據進行運算操作後，在微控制器IC5內部存儲器裡設 置存放要發送給印表機的數據的首地址，並且將處理完畢後待傳 送給印表機的數據存放在該發送數據的地址，且從首地址連續存 放；
io 在步驟28中，將存放在發送數據首地址的數據傳送到微控
制器IC5的引腳10Bl IOB7;
在步驟29中，打開外部中斷1，即，當計^t器ICl的12腳 輸出8分頻信號(發送1位元組同步信號)，在上述分頻信號的作 用下，微控制器IC5進入外部中斷1子程序發送數據(見圖4說
15 明)，當微控制器IC5提供低電平給並行輸入串行輸出移位寄存 器IC4的1腳時，微控制器IC5的引腳1OB0 IOB7的數據被鎖存 到並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的內部移位寄存器裡，之 後，微控制器IC5提供高電平給並行輸入串行輸出移位寄存器 IC4的1腳，並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的移位功能被打
20 開，在時鐘信號觸點SCK的上升沿信號的作用下，並行輸入串 行輸出移位寄存器IC4的內部寄存器裡的數據被逐位的移出到數 據信號觸點SDA上；
在步驟210中，微控制器IC5判斷其是否已經將M個字節的 數據發送完畢，如果已經發送完畢，則執行步驟211,如果未發 25 送完畢，則重新執行步驟210，等待發送完數據，即微控制器 IC5等待是否已經把全部數據發送給印表機； 在步驟211中，關閉外部中斷1,即微控制器IC5停止發送 數據。
在執行完步驟211之後，微控制器IC5將會重新執行步驟 22,即，微控制器IC5讀取其引腳10Al IOA7的數據，當微控 5制器IC5的數據為通訊數據時，智能晶片將從步驟24開始重複 上述過程。
在圖2的步驟24中打開了外部中斷0，其為圖2中主程序的 中斷子程序，該子程序是接收字節數據子程序。圖3給出外部中 斷0的工作流程。
io 參見圖3，在步驟31中，微控制器IC5讀取其引腳
1OA0 IOA7的數據，將該數據存放在微控制器IC5內部存儲器中 的接收數據地址，並且將接收到的數據從接收數據地址的首地址 開始連續存^L;
在步驟32中，將接收數據地址加"l"，在讀取其引腳 15 IOA1-IOA7的第一個字節數據後，微控制器IC5將接收數據地址 加"l",從而使存儲接收數據的地址連續，並且使得微控制器IC5 準備接收下一個字節的引腳數據，直到微控制器IC15接收到N 個字節的數據；
在步驟33中，中斷返回，即返回主程序。
20 在圖2的步驟29中打開了外部中斷1,其為圖2中主程序的
中斷子程序，該子程序是發送字節數據子程序。圖4給出外部中 斷1的工作流程。
參見圖4,在步驟41中，啟動並行輸入串行輸出移位寄存器 IC4的裝載數據使能和數據移位使能，即，通過微控制器IC5提 25供低電平或者高電平給並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的1
腳，使得並行輸入串行輸出移位寄存器IC4的裝載數據使能或數 據移位使能一皮啟動；
在步驟42中，將發送數據地址加'T，，即，微控制器IC5將 發送數據地址的數據發送到其引腳1OB0 IOB7後，將發送數據 5 地址加'T，，從而4吏發送數據的地址連續，並且作為下次傳送到 微控制器IC5引腳1OB0 IOB7的數據的地址；
在步驟43中，將存放在發送數據地址的數據傳送到IC5的 引腳IOBl IOB7，即，作為下次裝載和移位的數據；
在步驟44中，中斷返回，即返回主程序。
io 顯然，由於本發明所提供的智能晶片採用了計數器IC1、串
行輸入並行輸出移位寄存器IC3以及並行輸入串行輸出移位寄存 器IC4執行判斷時鐘邊沿變化以及將數據移位操作，使得微控制 器IC5不用執行判斷時鐘邊沿變化以及將數據移位操作，而有充 足的時間對數據進行運算操作，由此，使得數據不會丟失，進而
15 保證智能晶片能夠與印表機或複印機主體進行正常的信息交換。
上述實施例僅僅是本發明的較佳實施例，然而本發明並不僅 僅局限於上述實施例。例如，在圖2的步驟21中，外部中斷0 和外部中斷1的觸發方式可以設置為邊沿觸發，亦可以設置為電 平觸發；另外，上述實施例中，採用反相器IC2將時鐘信號觸點
20 SCK提供的時鐘周期下降沿反相成上升沿傳送給串行輸入並行輸 出移位寄存器IC3的8腳，從而使得串行輸入並行輸出移位寄存 器IC3能夠正常工作，事實上，只要能夠滿足將時鐘信號觸點 SCK提供的時鐘周期下降沿反相成上升沿的裝置都可適用；串行 輸入並行輸出移位寄存器IC3的1腳和2腳是與門輸入關係，可
25 以用其中任何一個引腳接電源VCC，另一個引腳接數據信號觸點 SDA。因此，本發明就其更為廣闊的形態來說並不限於上述實施
方案。此外，就如上述實施方案及等同物所限定的那樣，還可以 有許多變形而不偏離總的發明的宗旨。
權利要求
1、智能晶片，其用於成像設備的耗材盒體上，包括內置程序的微控制器；其特徵在於一個計數器，將成像設備傳送的時鐘信號分頻後傳送給微控制器；一個串行輸入並行輸出移位寄存器，將成像設備傳送的數據移位後傳送給微控制器；一個反相器，將成像設備傳送的時鐘下降沿反相成時鐘上升沿，並且將該上升沿提供給串行輸入並行輸出移位寄存器作為時鐘輸入信號；一個並行輸入串行輸出移位寄存器，將微控制器傳送的數據移位後傳送給成像設備。
2、 根據權利要l所述的智能晶片，其特徵在於進一步包括電壓觸點、接地觸點、時鐘信號觸點以及數據信 15 號觸點。
3、 根據權利要求2所述的智能晶片，其特徵在於所述計數器的l腳、7腳、9腳、10腳和16腳接電壓觸點， 2腳接時鐘信號觸點，3腳、4腳、5腳、6腳和8腳與接地觸點 相連，12腳與微控制器的引腳IOCO和IOC1相連。
4、根據權利要求2所述的智能晶片，其特徵在於所述反相器接在時鐘信號觸點和串行輸入並行輸出移位寄存 器的8腳之間。
5、根據權利要求2所述的智能晶片，其特徵在於 所述串行輸入並行輸出移位寄存器的1腳和2腳接數據信號 觸點，3腳、4腳、5腳、6腳、10腳、ll腳、12腳和13腳分別 連接微控制器的IOAO、 IOAl、 10A2、 10A3、 IOA4、 IOA5、 10A6以及IOA7， 7腳與接地觸點相連，14腳接電壓觸點； 所述並行輸入串行輸出移位寄存器的1腳與微控制器的10C3腳相連，2腳接時鐘信號觸點，3腳、4腳、5腳、6腳、11 腳、12腳、13腳以及14腳分別連接孩吏控制器的腳IOBO、 IOBl、 IOB2、 IOB3、 IOB4、 IOB5、 IOB6以及IOB7, 8腳和15 腳都與接地觸點相連，9腳接數據信號觸點，16腳接電壓觸點。
6、根據權利要求2所述的智能晶片，其特徵在於一濾波電容4妻在電壓觸點和接地觸點之間。
7、根據權利要求l所述智能晶片的信息處理方法，包括以 下步驟步驟一，首先設置外部中斷0和外部中斷1的邊沿觸發方 15 式，並且啟動串行輸入並行輸出移位寄存器的數據移位使能；步驟二，孩i控制器讀取其引腳10Al IOA7接收到的數據；步驟三，孩t控制器判斷其引腳10Al IOA7接收到的數據是 否為通訊數據，如果是，則執行步驟四，如果否，重新執行步驟步驟四，設置存放接收數據的首地址，並且打開外部中斷步驟五，樣i控制器判斷其是否已經接收到N個字節的數據， 如果是，則執行步驟六，如果否，則重新執行步驟五；步驟六，關閉外部中斷0，並且微控制器對數據進行處理； 步驟七，設置存放發送數據的首地址； 步驟八，將存放在發送數據首地址的數據傳送到微控制器的引腳IOBl IOB7;步驟九，打開外部中斷1;步驟十，微控制器判斷其是否已經將M個字節的數據發送完 5 畢，如果是，則執行步驟十一，如果否，則重新執行步驟十；步驟十一，關閉外部中斷l,並且重新執行步驟二。
8、 根據權利要求7所述智能晶片的信息處理方法，其特徵 在於所述外部中斷O,進一步包括以下步驟步驟一，微控制器讀取其引腳K)Al IOA7的數據，並且將該數據存放在微控制器內部存儲器中的接收數據地址；步驟二，將接收數據地址加'T，； 步驟三，中斷返回。
9、 根據權利要求7所述的智能晶片的信息處理方法，其特 15 徵在於所述外部中斷l，進一步包括以下步驟步驟一 ，啟動並行輸入串行輸出移位寄存器的裝載數據使能 和數據移位使能；步驟二，將發送數據地址加'T，； 步驟三，將存放在發送數據地址的數據傳送到微控制器的引 腳IOBl IOB7;步驟四，中斷返回。
全文摘要
智能晶片及其處理信息的方法，晶片包括微控制器、計數器、串行輸入並行輸出移位寄存器、反相器以及並行輸入串行輸出移位寄存器。處理信息的方法如下，設置外部中斷0和外部中斷1的邊沿觸發方式，及啟動串行輸入並行輸出的移位寄存器的數據移位使能；微控制器讀取數據；設置存放接收數據的首地址，及打開外部中斷0；微控制器判斷是否已經接收到N個字節的數據；設置存放發送數據的首地址；打開外部中斷1；微控制器判斷是否將M個字節的數據發送完畢。智能晶片無需微控制器檢測時鐘邊沿變化及將數據移位，進而保證智能晶片能夠與印表機進行正常的信息交換。
文檔編號G03G15/00GK101097415SQ200610036360
公開日2008年1月2日 申請日期2006年7月1日 優先權日2006年7月1日
發明者謝立功 申請人:珠海天威技術開發有限公司