具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入狀態檢測方法
2023-07-13 08:30:56
具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入狀態檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入狀態檢測方法，包括時序產生單元、方波產生單元、雙向輸出入單元、輸入狀態記錄單元、計數單元以及致能單元。當致能單元、計數單元與輸入狀態記錄單元接收第一致能信號時，致能單元致能時序產生單元、方波產生單元以及雙向輸出入單元。輸入狀態記錄單元會在計數單元致能後計數的預設時間內檢測雙向輸出入單元輸出的輸入信號，以記錄雙向輸出入單元的輸入狀態。計數單元並於計數完預設時間後驅動致能單元使時序產生單元、方波產生單元以及雙向輸出入單元失能，藉以降低耗電。
【專利說明】具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入狀態檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明有關於一種輸入檢測電路及檢測方法，且特別是一種三態輸入檢測電路及 其輸入狀態檢測方法。
【背景技術】
[0002] 現有傳統三態輸入接腳可通過電路設計具有多種不同邏輯狀態，如高電位、低電 位或浮接電位，並通過檢測電路來獲取三態輸入接腳的狀態。此外，三態輸入接腳還可在浮 接電位的狀態下，呈現高阻態來移除輸出對後級電路的影響。因此三態輸入接腳常被內建 在其他各種積體電路，來提供多種不同控制或設定功能，如控制多個連接電路運作及晶片 的運作模式設定等。
[0003] 在晶片的運作模式設定應用中，三態輸入接腳邏輯狀態的檢測電路一般包括時序 產生電路、脈衝產生電路以及輸入狀態檢測與記錄電路。簡單來說，當檢測電路啟動開始運 作時，時序產生電路會產生多個時序信號來驅動脈衝產生電路以及輸入狀態判斷與記錄電 路的運作。而後，脈衝產生電路會根據時序信號持續產生一方波信號，傳送方波信號至輸入 狀態檢測與記錄電路。接著，輸入狀態檢測與記錄電路會檢測並記錄該輸入接腳的狀態。
[0004] 然而目前檢測三態輸入接腳邏輯狀態的檢測電路的設計是全時運作。也就是，當 檢測電路被啟動檢測三態輸入接腳的狀態時，即便已完成檢測三態輸入接腳，檢測電路仍 會持續運作，進而使脈衝產生電路持續不斷地通過輸出接腳傳送方波信號。如此具有檢測 電路的晶片會因檢測電路的持續運作而造成不必要的功率消耗。而當具有上述檢測電路的 晶片或裝置是使用電池作為基礎電力（例如編碼器）時，檢測電路的全時運作即會加快電 池電力的消耗。
【發明內容】
[0005] 有鑑於此，本發明的目的在於提供一種具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入 狀態檢測方法，此三態輸入檢測電路可於完成檢測及記錄一輸入接腳的狀態後自動關閉運 作，以降低功率消耗。
[0006] 本發明實施例一種三態輸入檢測電路，此三態輸入檢測電路包括時序產生單元、 方波產生單元、雙向輸出入單元、輸入狀態記錄單元、計數單元以及致能單元。時序產生單 元用以產生至少一時序信號。方波產生單元耦接該時序產生單元並用以產生方波信號。雙 向輸出入單元耦接方波產生單元與接腳端。雙向輸出入單元用以接收來自接腳端的設定信 號或傳遞方波信號。輸入狀態記錄單元耦接雙向輸出入單元。輸入狀態記錄單元檢測並記 錄雙向輸出入單元所輸出的輸入信號。計數單元耦接時序產生單元。致能單元耦接時序產 生單元、方波產生單元與雙向輸出入單元。致能單元用以控制時序產生單元、方波產生單元 與雙向輸出入單元是否致能。致能單元、輸入狀態記錄單元與計數單元的致能信號則由第 一致能信號直接控制。
[0007] 當致能單元、輸入狀態記錄單元與計數單元分別接收第一致能信號時，致能單元 致能時序產生單元、方波產生單元以及雙向輸出入單元。計數單元於致能後，開始計數一預 設時間。輸入狀態記錄單元在計數單元致能後計數的預設時間內檢測輸入信號以記錄雙向 輸出入單元的輸入狀態。計數單元並於計數完預設時間後驅動致能單元使時序產生單元、 方波產生單元以及雙向輸出入單元失能。
[0008] 在本發明其中一個實施例中，上述計數單元致能後，計數單元開始計數時序信號 之一的脈衝數量，以計數預設時間。
[0009] 本發明實施例提供一種具極低功耗的三態輸入檢測電路的輸入狀態檢測方法，適 用於上述的三態輸入檢測電路。所述方法包括下列步驟。首先，提供一第一致能信號，同時 致能上述致能單元、計數單元以及輸入狀態記錄單元。其次，當致能單元接收第一致能信號 時而致能時，致能單元致能時序產生單元、方波產生單元以及雙向輸出入單元。其後，當計 數單元接收第一致能信號而致能時，計數單元開始計數一預設時間。而後，輸入狀態記錄單 元在計數單元計數的預設時間內檢測並記錄雙向輸出入單元的輸入狀態。接著，計數單元 於計數完預設時間之後輸出第一失能信號至致能單元。隨後，致能單元根據第一失能信號 使時序產生單元、方波產生單元以及雙向輸出入單元失能。
[0010] 在本發明其中一個實施例中，上述在輸入狀態記錄單元檢測並記錄雙向輸出入單 元的輸入狀態還包括輸入狀態記錄單元根據雙向輸出入單元所輸出的輸入信號，記錄雙向 輸出入單元的輸入狀態。所述輸入信號為接腳端輸出的設定信號或方波產生單元輸出的方 波信號。
[0011] 綜上所述，本發明實施例所提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路及其輸入狀 態檢測方法，此三態輸入檢測電路可啟動後快在速檢測並記錄輸入接腳的狀態，且可通過 增設計數電路主動於完成狀態檢測與記錄工作後主動關閉運作，降低功率消耗達到省電效 果。
[0012] 為使能更進一步了解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說 明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅用來說明本發明，而非對本發明的權利要求範圍作 任何的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明第一實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路的功能方塊示 意圖。
[0014] 圖2是本發明第一實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路的具體電路示 意圖。
[0015] 圖3是本發明第一實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路的運作波形示 意圖。
[0016] 圖4A?圖4D分別是本發明第二實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路中 雙向輸出入單元的電路示意圖。
[0017] 圖5是本發明第二實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路的功能方塊示 意圖。
[0018] 圖6是本發明第三實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路的輸入狀態檢 測方法的流程示意圖。
[0019] 其中，附圖標記說明如下：
[0020] 10、50 :具極低功耗的三態輸入檢測電路
[0021] 11 :時序產生單元
[0022] 12 :方波產生單元
[0023] 13 :雙向輸出入單元
[0024] 13a :第一雙向輸出入單元
[0025] 13b :第二雙向輸出入單元
[0026] 131 :緩衝器
[0027] 331、333:反向器
[0028] 431 :或門
[0029] 14 :輸入狀態記錄單元
[0030] 14a :第一輸入狀態記錄單元
[0031] 14b :第二輸入狀態記錄單元
[0032] 15 :計數單元
[0033] 16 :致能單元
[0034] CLK:時鐘信號輸入端
[0035] EN :致能端
[0036] PAD、PAD1、PAD2、BTS0 :接腳端
[0037] Q0 :第一狀態輸出接腳端
[0038] Q1 :第二狀態輸出接腳端
[0039] CLK_SIG:時鐘信號
[0040] CK1?CK4 :時序信號
[0041] E_SIG:第一致能信號
[0042] IN_SIG、IN1_SIG、IN2_SIG :輸入信號
[0043] TRI_Q0、TRI_Q1 :輸出信號
[0044] TRI_Q0A、TRI_Q1A、TRI_Q0B、TRI_Q1B :輸出信號
[0045] CLK_SIG、CLK_LAMDA :時鐘信號
[0046] CNT_GE3 :第一失能信號
[0047] 0E_SIG :第二致能信號
[0048] SCAN :方波信號
[0049] INV1 :反向器
[0050] DEL2 :延遲器
[0051] NR2、NR3:或非門
[0052] AN2:與門
[0053] T1、T2、T3、T4、T5 :時間點
[0054] VDD :電源端
[0055] GND :接地端
[0056] ΜΡ、ΜΝ:電晶體
[0057] SW1、SW2:開關單元
[0058] S100?S150 :步驟流程
【具體實施方式】
[0059] 在下文中，將通過圖式說明本發明的各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本 發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述的例示性實施例。 此外，圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
[0060] 〔第一實施例〕
[0061] 請參照圖1，圖1繪示本發明第一實施例提供的具極低功耗的三態輸入檢測電路 的功能方塊示意圖。所述具極低功耗的三態輸入檢測電路10可於啟動後一段時間內檢測 及記錄至少一三態輸入接腳的狀態，且具極低功耗的三態輸入檢測電路10會於該段時間 後主動關閉運作，藉以降低耗電。本發明的具極低功耗的三態輸入檢測電路10可內建於編 碼器，以通過檢測與記錄三態輸入接腳的狀態對一裝置，例如遙控器或電話撥號器的運作 設定進行設定。
[0062] 三態輸入檢測電路10包括時序產生單元11、方波產生單元12、雙向輸出入單元 13、輸入狀態記錄單元14、計數單元15以及致能單元16。時序產生單元11分別稱接方波 產生單元12、輸入狀態記錄單元14以及計數單元15。方波產生單元12耦接雙向輸出入單 元13。雙向輸出入單元13耦接輸入狀態記錄單元14與接腳端PAD。致能單元16分別耦 接時序產生單元11、方波產生單元12以及雙向輸出入單元13。計數單元15 f禹接致能單元 16。
[0063] 時序產生單兀11用以根據一時鐘信號CLK_SIG，產生至少一時序信號。所述時鐘 信號CLK_SIG是由外部電路，例如時鐘產生器供應的時脈信號。於本實施例中，時序產生單 元11用以根據時鐘信號CLK_SIG依序產生四個時序信號CK1?CK4,其中時序信號CK1? CK4分別具不同相位。
[0064] 方波產生單兀12用以根據時序產生單兀11輸出的時序信號CK1及CK3產生一方 波信號。舉例來說，方波產生單元12可以是在時序信號CK1由低電位轉為高電位時，輸出 低電壓電平的方波信號，而在時序信號CK3由低電位轉為高電位時，輸出高電壓電平的方 波信號。
[0065] 雙向輸出入單元13用以接收來自接腳端PAD的設定信號或傳遞方波產生單元12 輸出的方波信號。雙向輸出入單兀13會根據設定信號或方波信號對應產生輸入信號IN_ SIG。
[0066] 當接腳端PAD耦接一電源電位時，雙向輸出入單元13會輸出具高電壓電平的設定 信號，以表示接腳端PAD為高電位狀態。當接腳端PAD耦接一地電位時，雙向輸出入單元13 則會輸出具低電壓電平的設定信號，以表示接腳端PAD為低電位狀態。當接腳端PAD為一 浮接電位（即在接腳端PAD並未連接電源電位或地電位）時，雙向輸出入單元13則傳遞方 波產生單元12輸出的方波信號。換言之，所述輸入信號IN_SIG為具高電壓電平的設定信 號、具低電壓電平的設定信號或是方波信號。
[0067] 輸入狀態記錄單元14用以根據時序產生單元11輸出的時序信號CK2及CK4檢測 並記錄雙向輸出入單兀13所輸出的輸入信號IN_SIG，以記錄雙向輸出入單兀13的輸入狀 態。輸入狀態記錄單元14並根據雙向輸出入單元13的輸入狀態輸出二位元信號（即輸出 信號TRI_Q0、TRI_Q1)，以供後端其他電路判斷雙向輸出入單元13的輸入狀態，以進行相關 電路運作控制與設定（例如運作模式設定或電路運作控制等）。所述輸出信號TRI_QO、TRI_ Q1於本實施例是用以表示雙向輸出入單元13的輸入狀態為外接電源電位、外接地電位或 浮接電位狀態。
[0068] 於一實施方式中，輸入狀態記錄單元14的記錄方式可如表一所示。
[0069] 表一
[0070]
【權利要求】
1. 一種具極低功耗的三態輸入檢測電路，包括： 一時序產生單元,用以產生至少一時序信號； 一方波產生單元，耦接該時序產生單元，用以產生一方波信號； 一雙向輸出入單元，耦接該方波產生單元與一接腳端，用以接收來自該接腳端的一設 定信號或傳遞該方波信號； 一輸入狀態記錄單兀，f禹接該雙向輸出入單兀，檢測並記錄該雙向輸出入單兀所輸出 的一輸入信號； 一計數單元，稱接該時序產生單元；以及 一致能單元，耦接該時序產生單元、該方波產生單元與該雙向輸出入單元，且用以控制 該時序產生單元、該方波產生單元與該雙向輸出入單元是否致能； 其中當該致能單元、該計數單元與該輸入狀態記錄單元接收一第一致能信號時，該致 能單元致能該時序產生單元、該方波產生單元以及該雙向輸出入單元，該計數單元開始計 數一預設時間，而該輸入狀態記錄單元在該計數單元計數的一預設時間內檢測該輸入信號 以記錄該雙向輸出入單元的輸入狀態，該計數單元於計數完該預設時間後驅動該致能單元 使該時序產生單元、該方波產生單元以及該雙向輸出入單元失能。
2. 如權利要求1所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中當該計數單元於被該第 一致能信號致能後，該計數單元開始計數該時序信號之一的脈衝數量，以計數該預設時間。
3. 如權利要求2所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中當該計數單元計數該時 序信號之一的脈衝數量超過一預設值時，該計數單元輸出一第一失能信號至該致能單元， 且該致能單元根據該第一失能信號使該時序產生單元、該方波產生單元以及該雙向輸出入 單元失能。
4. 如權利要求1所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中該雙向輸出入單元包括 一緩衝單元，該緩衝單元具有一輸入端、一輸出端以及一致能端，該緩衝單元的輸入端耦接 該方波產生單元，以接收該方波信號，該緩衝單元的輸出端耦接該接腳端以及該輸入狀態 記錄單元，以傳送該輸入信號至該輸入狀態記錄單元，該緩衝單元的該致能端耦接該致能 單元，其中該緩衝單元根據該致能端接收該致能單元輸出的一第二致能信號，以控制該雙 向輸出入單元是否失能。
5. 如權利要求1所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中當該致能單元根據該第 一致能信號致能該時序產生單元時，該時序產生單元接收一時鐘信號，並根據該時鐘信號 依序產生一第一時序信號、一第二時序信號、一第三時序信號以及一第四時序信號，其中該 第一時序信號、該第二時序信號、該第三時序信號以及該第四時序信號分別具不同相位； 其中該方波產生單元根據該第一時序信號及該第三時序信號產生該方波信號，該計數 單元計數該第一時序信號以計數該預設時間，該輸入狀態記錄單元根據該第二時序信號及 該第四時序信號記錄該雙向輸出入單元的輸入狀態。
6. 如權利要求1所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中當該致能單元根據該致 能信號致能該時序產生單元時，該時序產生單元接收一時鐘信號，並根據該時鐘信號依序 產生一第一時序信號及一第二時序信號，其中該第一時序信號以及該第二時序信號分別具 不同相位； 其中該方波產生單元根據該第一時序信號及該第二時序信號產生該方波信號，該計數 單元計數該第一時序信號以計數該預設時間，該輸入狀態記錄單元分別於該第一時序信號 及該第二時序信號由高電壓電平轉為低電壓電平時，記錄該雙向輸出入單元的輸入狀態。
7. 如權利要求1所述的具極低功耗的三態輸入檢測電路，其中該三態輸入檢測電路是 整合於一晶片。
8. 如權利要求1所述的三態輸入檢測電路，其中該計數單元為一二位元計數器。
9. 一種具極低功耗的三態輸入檢測電路的輸入狀態檢測方法，該三態輸入檢測電路包 括一時序產生單元、一方波產生單元、一雙向輸出入單元、一輸入狀態記錄單元、一計數單 元以及一致能單元，其中該方波產生單元f禹接該時序產生單元，該雙向輸出入單元f禹接該 方波產生單元與一接腳端，該輸入狀態記錄單元耦接該雙向輸出入單元，該計數單元耦接 該時序產生單元，該致能單元f禹接該時序產生單元、該方波產生單元與該雙向輸出入單元， 該輸入狀態檢測方法包括： 提供一第一致能信號，以致能該致能單元以及該計數單元； 以及該輸入狀態記錄單元； 當該致能單元接收該第一致能信號而致能時，該致能單元致能該時序產生單元、該方 波產生單元以及該雙向輸出入單元； 當該計數單元接收該第一致能信號而致能時，該計數單元開始計數一預設時間； 該輸入狀態記錄單元在該計數單元計數的該預設時間內檢測並記錄該雙向輸出入單 元的輸入狀態； 該計數單元於計數完該預設時間之後輸出一第一失能信號至該致能單元；以及 該致能單元根據該第一失能信號使該時序產生單元、該方波產生單元以及該雙向輸出 入單元失能。
10. 如權利要求9所述的輸入狀態檢測方法，其中在該輸入狀態記錄單元檢測並記錄 雙向輸出入單元的輸入狀態的步驟中，包括： 該輸入狀態記錄單元根據該雙向輸出入單元所輸出的一輸入信號，記錄該雙向輸出入 單元的輸入狀態； 其中該輸入信號為該接腳端輸出的一設定信號或該方波產生單元輸出的該方波信號。
【文檔編號】G01R31/00GK104142442SQ201310181852
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月16日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】侯粵梅 申請人:盛群半導體股份有限公司