電器遙控開關解碼晶片的製作方法

2023-10-08 05:07:19 1

專利名稱：電器遙控開關解碼晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及遙控開關解碼晶片，更具體地說是一種可進行多型號配置的遙控開關解碼晶片。
背景技術：
長期以來，家庭照明都是採用手動開關，而沒有像電視機和空調那樣使用遙控器進行控制，這給人們在使用上帶來不便。如躺在床上看電視的人要想關掉電燈，就只起身下床。
針對家用照明配置的不同，遙控開關的解碼晶片需要有不同型號的配置，迄今為止還沒有一種可進行多種型號配置的遙控開關解碼晶片。

發明內容
本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種具有遙控和手動兩種控制方式、可進行多型號配置的電器遙控開關解碼晶片。
本發明解決問題所採用的技術方案是本發明包括有振蕩器及時序產生電路、控制器、地址編碼及數據輸出控制邏輯、數據檢測、同步檢測，以及解碼邏輯各功能單元。
本發明的結構特點是設置型號控制邏輯電路，以及按鍵及防抖電路；所述型號邏輯控制電路包括編碼鎖定和按鍵鎖定，其中，編碼鎖定有兩種，一種由一個兩輸入「與非」門和一個NMOS管構成的編碼鎖定電路A；另一種由一個兩輸入「或非」門和一個PMOS管構成的編碼鎖定電路B，編碼壓焊點分別設置在VCC壓焊點和GND壓焊點的兩旁，編碼鎖定電路的編碼經過「非」門的驅動後送到晶片的控制器；按鍵鎖定電路由一個「非」門和一個NMOS管構成，其中「非」門的輸入接NMOS管的漏極，「非」門的輸出接NMOS管的柵極，NMOS管的源極接「地」；在所述按鍵及防抖電路中，對應於每一個按鍵，分別配置各自獨立的由基準時鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時檢測電路構成的防抖動電路，其中，二次分頻電路以9分頻電路輸出信號為輸入，由防抖動定時檢測電路對其二次分頻輸出和按鍵鎖定信號邏輯控制。
與已有技術相比，本發明的有益效果體現在1、本發明除了具備遠程控制開關的開啟和關閉功能以外，還集成了手動控制電路，從而實現了開關的遙控和手動雙重控制。
2、本發明中的型號控制邏輯使得同一塊晶片可進行多型號的配置，晶片加工完成以後，可以根據用戶的需求在封裝階段予以實現。
3、本發明由於集成度較高，減少了外圍電路元件的使用，降低了系統成本，提高了系統工作的穩定性，單一晶片適配多種電路型號的方法不僅減少投片次數，降低投片成本，而且也減少了管理環節，節省了加工時間，更增加了電路使用的靈活性。
4、本發明具有廣泛的應用範圍，既可以製成牆壁開關，用於電燈的遙控控制，也可以用於各種電氣接線板和電源插座，從而生產出具有遙控和手動控制功能的接線板和電源插座，進而實現對家用電器，如電視、冰箱和洗衣機等的遙控控制。
5、本發明配合外圍電路可以有紅外和射頻兩種應用方式。


圖1為本發明結構框圖。
圖2、圖3為本發明晶片在不同型號中的鍵合示意圖。
圖4為本發明型號控制邏輯電路原理圖。
圖5本發明手動按鍵控制電路原理圖。
具體實施例方式參見圖1，本實施例中包括有振蕩器及時序產生電路、控制器、地址編碼及數據輸出控制邏輯、數據檢測、同步檢測、解碼邏輯、型號控制邏輯，以及按鍵及防抖電路各功能單元。
如圖1所示，地址和數據共12位，根據使用的不同，晶片可以配置成為不同的電路型號，當用作6路開關控制時，數據為6位，地址為6位；當用作4路開關控制時，數據為4位，地址為8位，依次類推。數據輸出為瞬態觸發翻轉型，無論是遙控按鍵還是手動按鍵，按一下開關開，再按一下關。遙控數據從DIN管腳進入晶片。
在這裡我們定義，1位數據、11位地址為型號1；2位數據、10位地址為型號2；依次類推，6位數據、6位地址為型號6。數據位控制開關的路數，1個數據管腳可控制一個開關，因此對於型號4的晶片來說就可以控制4個開關。
本實施例中的型號邏輯控制電路包括編碼鎖定和按鍵鎖定。
參見圖4，編碼鎖定有兩種，一種是由一個兩輸入「與非」門U1和一個NMOS管N1構成的編碼鎖定電路A；另一種是由一個兩輸入「或非」門U2和一個PMOS管P1構成的編碼鎖定電路B。其中，編碼鎖定電路A中，「與非」門U1的一端接復位Reset信號端，另一端接NMOS管N1的漏極，並接位於VCC壓焊點旁的編碼壓焊點C1上；編碼鎖定電路B的「或非」門U2的一端通過一個「非」門接復位Reset信號端，另一端接PMOS管P1的漏極，並接位於GND壓焊點旁的編碼壓焊點C3上。編碼壓焊點分別設置在VCC壓焊點和GND壓焊點的兩旁，一對VCC和GND壓焊點旁可放置共4個編碼壓焊點。
當上電復位信號Reset有效(低電平)時，編碼鎖定電路A鎖定邏輯值「0」，電路B鎖定邏輯值「1」。在晶片封裝的鍵合階段，將與電路A相連接的壓焊點C1綁定到管腳VCC，則電路A的編碼值被強制為邏輯「1」，將與電路B相連接的壓焊點綁定到管腳GND，則電路B的編碼值被強制為邏輯「0」。在晶片開發的設計階段，根據所需要的晶片型號來安排鎖定單元的個數和類型，市場需求最多的晶片型號採用鎖定單元上電復位後的鎖定編碼，需求量少的在封裝階段對部分鎖定單元採用強制編碼。鎖定單元的編碼經過「非」門的驅動以後送到晶片控制邏輯，由控制邏輯控制數據位的數目，以此來配置晶片的型號。
按鍵鎖定電路由一個「非」門U4和一個NMOS管N3構成，其中「非」門U4的輸入接NMOS管N3的漏極，「非」門U4的輸出接NMOS管N3的柵極，NMOS管N3的源極接「地」。當按鍵不接外部信號的時候，按鍵值被鎖定到「1」，跟按鍵沒有按下的效果是一樣的；當按鍵按下的時候，按鍵輸出值變為「0」。因為按鍵鎖定電路為按鍵邏輯設定了預設值，所以對於不同型號的電路來說，有的按鍵壓焊點就不需要通過管腳引出，這樣就節省了管腳的數目，減少了封裝費用。
參見圖5，在按鍵及防抖電路中，對應於每一個按鍵，分別配置各自獨立的由基準時鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時檢測電路構成的防抖動電路，其中，二次分頻電路以9分頻電路輸出信號為輸入，由防抖動定時檢測電路對其二次分頻輸出和按鍵鎖定信號邏輯控制。
圖5所示，在按鍵及防抖電路中，基準時鐘9分頻電路由9個級聯的不帶置位和復位端的D觸發器構成，為每個防抖動電路所共用，對振蕩器時鐘信號9分頻，並作為各個按鍵防抖動電路的計時時鐘。二次分頻電路由兩個級聯的帶復位端的D觸發器DFF1、DFF2構成，D觸發器的復位端RES接按鍵鎖定信號，D端接各自觸發器的NQ端，前一個D觸發器的CP端和NCP端分別接9分頻電路的Clk9端和Clk9n端，後一個D觸發器的CP端和NCP端分別接前一個D觸發器的Q端和NQ端。防抖動定時檢測電路由兩個二輸入的「或非」門U5、U6和一個三輸入的「或非」門U7構成，二輸入「或非」門U5、U6的a端分別接兩個D觸發器的Q端，b端分別接三輸入或非門U7的輸出端，兩輸入「或非」門U5、U6的輸出端連同按鍵鎖定信號接三輸入「或非」門U7的輸入端。
手動按鍵控制電路連接在輸出控制邏輯部分，當按鍵按下以後，二次分頻電路的兩個D觸發器開始工作，對9分頻時鐘進一步分頻，當兩個觸發器DFF1、DFF2的輸出Q為邏輯「11」，檢測電路認為按鍵有效，實現防抖動所需要的大於18ms的定時。在外接820千歐震蕩電阻的條件下，無論是晶片工作在5V條件或是12V條件，都能夠保證防抖動時間超過18ms。。三輸入「或非」門U7的反饋輸入用於防止電平的連續翻轉。
根據應用場合的不同，應用電路可以做成RF和紅外兩種，RF應用遙控距離遠且不受方向的控制，具體使用RF還是紅外根據用戶的需求而定。
參見圖2、圖3，在VCC和PAD壓焊點旁分別設置用於編碼的壓焊點C1、C2、C3和C4，但並不為該類壓焊點單獨分配引腳。圖2所示的四個編碼壓焊點，可完成24個編碼。同時，如果設置兩對「電源」和「地」的壓焊點，則可放置8個編碼壓焊點，因而可提供高達28個編碼，一般情況下10個左右的編碼已經足夠普通的晶片進行型號安排了。
本實施例根據自身的需要使用了三個編碼用壓焊點PAD和一個用於型號擴展的冗餘PAD。圖4所示電路中的信號線C1、C2和C3分別接圖2管芯Die的壓焊點C1、C2和C3，圖2中的壓焊點C4不接任何信號線，用於型號擴展。對於圖4來說，當晶片上電復位(低電平復位)以後，信號C1和C2被鎖定為「0」，C3被鎖定為「1」，最後C1、C2、C3鎖定的編碼為001。如果在晶片鍵合階段將壓焊點C1與VCC一塊兒綁定到PIN VCC，即對信號線C1進行強制編碼，則上電以後，信號線C1、C2和C3最後鎖定的編碼為101。採用同樣的方法可以對C1、C2和C3實現其它編碼，編碼共有8種。編碼信號經過驅動以後被送到圖1的「控制器」，用於控制地址的位數和數據輸出的位數，從而決定晶片的型號。一般情況下，對使用數量最多的晶片型號，不採用任何強制編碼，假設6路數據輸出的晶片市場需求量最大，我們將其編碼設定為001。5路數據輸出的晶片需求量其次，我們可將其編碼設定為101、011或者是000，則三組編碼只對一根信號線進行強制改變。需求量最少的晶片強制編碼的信號線就多一些。
下表提供了一種編碼選擇，當然根據上面所述的原理還可以提供其它的編碼形式。

圖5隻表達了一個手動按鍵電路的設計，在該遙控開關電路中共有6個同樣的電路結構，它們共同使用一個圖5所示的分頻器，以便減少晶片面積。每一個按鍵K連接到相應的PAD上，然後再根據型號的需要進行綁定。在按鍵電路中，與K相連的「非」門和NMOS管用於設定按鍵的預設值，在本電路中6個按鍵的預設值均設定為「0」，對於型號6的晶片，所有按鍵信號線通過按鍵管腳全部引出，如圖2所示；型號4的晶片，PAD K4和PADK5不進行綁定，如圖3所示，其它型號依此類推。
這樣，通過「型號控制邏輯」和「按鍵及防抖動電路」就實現了型號的配置。
權利要求
1.電器遙控開關解碼晶片，包括有振蕩器及時序產生電路、控制器、地址編碼及數據輸出控制邏輯電路、數據檢測、同步檢測，以及解碼邏輯各功能單元，其特徵是設置型號控制邏輯電路，以及按鍵及防抖動電路；所述型號邏輯控制電路包括編碼鎖定和按鍵鎖定，其中，編碼鎖定有兩種，一種由一個兩輸入「與非」門(U1)和一個NMOS(N1)管構成的編碼鎖定電路A；另一種由一個兩輸入「或非」門(U2)和一個PMOS(P1)管構成的編碼鎖定電路B，編碼壓焊點分別設置在VCC壓焊點和GND壓焊點的兩旁，編碼鎖定電路的編碼經過「非」門的驅動後送到晶片的控制器；按鍵鎖定電路由一個「非」門(U4)和一個NMOS(N3)管構成，其中「非」門(U4)的輸入接NMOS(N3)管的漏極，「非」門(U4)的輸出接NMOS管(N3)的柵極，NMOS管(N3)的源極接「地」；在所述按鍵及防抖電路中，對應於每一個按鍵，分別配置各自獨立的由基準時鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時檢測電路構成的防抖動電路，其中，二次分頻電路以9分頻電路輸出信號為輸入，由防抖動定時檢測電路對其二次分頻輸出和按鍵鎖定信號邏輯控制。
2.根據權利要求1所述解碼晶片，其特徵是在所述按鍵及防抖電路中，所述基準時鐘9分頻電路由9個級聯的不帶置位和復位端的D觸發器構成，為每個防抖動電路所共用，對振蕩器時鐘信號9分頻，並作為各個按鍵防抖動電路的計時時鐘；所述二次分頻電路由兩個級聯的帶復位端的D觸發器(DFF1、DFF2)構成，D觸發器的復位端RES接按鍵鎖定信號，D端接各自觸發器的NQ端，前一個D觸發器的CP端和NCP端分別接9分頻電路的Clk9端和Clk9n端，後一個D觸發器的CP端和NCP端分別接前一個D觸發器的Q端和NQ端；所述防抖動定時檢測電路由兩個二輸入的「或非」門(U5、U6)和一個三輸入的「或非」門(U7)構成，二輸入「或非」門(U5、U6)的a端分別接兩個D觸發器的Q端，b端分別接三輸入或非門(U7)的輸出端，兩輸入「或非」門(U5、U6)的輸出端連同按鍵鎖定信號接三輸入「或非」門(U7)的輸入端。
3.根據權利要求1所述的解碼晶片，其特徵是所述編碼鎖定電路A中，「與非」門(U1)的一端接復位信號端，另一端接NMOS(N1)管的漏極，並接位於VCC壓焊點旁的編碼壓焊點上；編碼鎖定電路B的「或非」門(U2)的一端通過一個「非」門接復位信號端，另一端接PMOS管(P1)的漏極，並接位於GND壓焊點旁的編碼壓焊點上。
全文摘要
電器遙控開關解碼晶片，包括有振蕩器及時序產生電路、控制器、地址編碼及數據輸出控制邏輯電路、數據檢測、同步檢測，以及解碼邏輯各功能單元，其特徵是設置型號控制邏輯電路，以及按鍵及防抖動電路。本發明可實現電器開關的遙控和手動雙重控制。同一塊晶片可進行多型號的配置，並且是在晶片加工完成以後，根據用戶的需求在封裝階段實現。本發明集成度高、外圍元件少、系統成本低、工作的穩定性高。
文檔編號G08C19/00GK1841436SQ200510038679
公開日2006年10月4日 申請日期2005年4月1日 優先權日2005年4月1日
發明者劉聰, 王曉蕾, 孫華波, 高明倫 申請人:合肥工業大學, 合肥工大先行微電子技術有限公司