一種串口控制器及基于其的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種串口控制器及基于其的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在微控制器(MCU，Micro Control Unit)芯片系統(tǒng)中，為了降低待機功耗，芯片通常都具備一種或多種低功耗模式。芯片在進(jìn)入低功耗模式后，芯片內(nèi)部的絕大部分時鐘都會被關(guān)閉，中央處理器(CPU，Central Processing Unit)無法繼續(xù)執(zhí)行軟件指令，需要在合適的時機喚醒芯片，使芯片回到正常的工作狀態(tài)。
[0003]現(xiàn)有的喚醒技術(shù)主要有CPU中斷喚醒和外設(shè)喚醒。
[0004]CPU中斷喚醒主要是使用CPU模塊中集成的喚醒功能。在低功耗模式下，當(dāng)CPU的用于喚醒的管腳上收到一個脈沖或者高電平時，CPU就會開始執(zhí)行喚醒程序，將系統(tǒng)喚醒。CPU中斷喚醒的缺點是喚醒方式比較單一。
[0005]外設(shè)喚醒主要是使用系統(tǒng)中集成的外設(shè)模塊進(jìn)行喚醒。現(xiàn)有的外設(shè)喚醒方式基本上都需要在低功耗模式下保持外設(shè)時鐘打開，導(dǎo)致低功耗模式下的系統(tǒng)功耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種串口控制器及基于其的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法，該喚醒方法能夠解決現(xiàn)有喚醒技術(shù)中系統(tǒng)功耗較大的問題。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，本發(fā)明公開了一種基于串口控制器的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法，包括:
[0009]在低功耗模式下，判斷是否檢測到幀開始標(biāo)記，如果檢測到所述幀開始標(biāo)記，則打開時鐘開關(guān)電路，以產(chǎn)生串口工作時鐘；
[0010]接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀；
[0011]判斷所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與喚醒幀是否匹配，如果所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀匹配，則產(chǎn)生喚醒中斷，喚醒微控制器系統(tǒng)。
[0012]進(jìn)一步地，還包括:
[0013]如果所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀不匹配，則關(guān)閉時鐘開關(guān)電路。
[0014]進(jìn)一步地，所述在低功耗模式下，判斷是否檢測到幀開始標(biāo)記之前，所述方法還包括:
[0015]在系統(tǒng)運行模式下，判斷是否接收到進(jìn)入所述低功耗模式的指令；若是，則關(guān)閉時鐘產(chǎn)生電路，若否，則繼續(xù)系統(tǒng)運行模式。
[0016]進(jìn)一步地，所述在系統(tǒng)運行模式下，判斷是否接收到進(jìn)入所述低功耗模式的指令之前，所述方法還包括:
[0017]在系統(tǒng)運行模式下，通過系統(tǒng)總線配置所述喚醒幀的內(nèi)容。
[0018]第二方面，本發(fā)明公開了一種串口控制器，所述串口控制器能夠?qū)崿F(xiàn)上述任一所述的喚醒方法，包括:
[0019]配置寄存器、幀開始檢測電路、數(shù)據(jù)幀接收電路、接收幀內(nèi)容分析電路和時鐘開關(guān)電路，
[0020]所述幀開始檢測電路與所述時鐘開關(guān)電路連接，所述接收幀內(nèi)容分析電路分別與所述配置寄存器和所述數(shù)據(jù)幀接收電路連接；
[0021]所述配置寄存器用于存儲喚醒幀；
[0022]所述幀開始檢測電路用于在低功耗模式下，判斷是否檢測到幀開始標(biāo)記，如果檢測到所述幀開始標(biāo)記，則打開時鐘開關(guān)電路，以產(chǎn)生串口工作時鐘；
[0023]所述數(shù)據(jù)幀接收電路用于接受當(dāng)前數(shù)據(jù)幀；
[0024]所述接收幀內(nèi)容分析電路用于判斷所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀是否匹配，如果所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀匹配，則產(chǎn)生喚醒中斷，喚醒微控制器系統(tǒng)。
[0025]進(jìn)一步地，所述接收幀內(nèi)容分析電路與所述時鐘開關(guān)電路連接；
[0026]所述接收幀內(nèi)容分析電路還用于如果所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀不匹配，則關(guān)閉所述時鐘開關(guān)電路。
[0027]進(jìn)一步地，所述配置寄存器還與微控制器系統(tǒng)中的系統(tǒng)總線連接，在系統(tǒng)運行模式下，通過所述系統(tǒng)總線對所述喚醒幀進(jìn)行配置。
[0028]進(jìn)一步地，所述幀開始檢測電路為CK型沿檢測電路。
[0029]進(jìn)一步地，所述時鐘開關(guān)電路包括第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)器、反相器和與門，所述第一觸發(fā)器用于將所述幀開始檢測電路產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行展寬和同步，所述第二觸發(fā)器用于產(chǎn)生控制所述時鐘產(chǎn)生電路打開或關(guān)閉的時鐘開關(guān)，其中，所述第一觸發(fā)器包括第一置位端、第一時鐘端、第一觸發(fā)端和第一輸出端，所述第二觸發(fā)器包括第二置位端、第二時鐘端、第二觸發(fā)端和第二輸出端，
[0030]所述第一置位端與所述幀開始檢測電路連接，所述第一時鐘端與所述時鐘產(chǎn)生電路的輸出端相連，所述第一觸發(fā)端用于接收一低電位，所述第一輸出端與所述第二置位端相連；
[0031]所述第二時鐘端與所述時鐘產(chǎn)生電路的輸出端相連，所述第二觸發(fā)端與所述與門的輸出端相連，所述第二輸出端與所述時鐘產(chǎn)生電路的輸入端相連；
[0032]所述反相器的輸入端與所述接收幀內(nèi)容分析電路的輸出端相連，所述反相器的輸出端與所述與門的第一輸入端相連，所述與門的第二輸入端與所述第二輸出端相連。
[0033]進(jìn)一步地，當(dāng)所述時鐘產(chǎn)生電路控制所述串口工作時鐘關(guān)閉時，且當(dāng)所述幀開始檢測電路檢測到幀開始標(biāo)記時，控制所述第一觸發(fā)器和所述第二觸發(fā)器置位，所述第二輸出端輸出的時鐘開關(guān)打開，從而控制所述時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生串口工作時鐘；當(dāng)所述時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生串口工作時鐘時，如果所述接收幀內(nèi)容分析電路判斷所述當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與所述喚醒幀不匹配，則所述接收幀內(nèi)容分析電路輸出高電位，使得所述第二觸發(fā)器輸出的時鐘開關(guān)關(guān)閉，從而控制所述時鐘產(chǎn)生電路關(guān)閉所述串口工作時鐘。
[0034]進(jìn)一步地，還包括:
[0035]數(shù)據(jù)幀發(fā)送電路，所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送電路與所述配置寄存器連接，用于發(fā)送配置寄存器中存儲的數(shù)據(jù)幀；
[0036]所述數(shù)據(jù)幀接收電路與所述配置寄存器連接，用于將接收到的數(shù)據(jù)幀傳送到所述配置寄存器中。
[0037]本發(fā)明所述的串口控制器及基于其的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法只有在檢測到幀開始標(biāo)記時才打開時鐘開關(guān)電路，以產(chǎn)生串口工作時鐘，降低了低功耗模式下的系統(tǒng)功耗。
【附圖說明】
[0038]為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實施例的技術(shù)方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。
[0039]圖1是本發(fā)明實施例一提供的基于串口控制器的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法的流程圖。
[0040]圖2是本發(fā)明實施例二提供的串口控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0041]圖3是本發(fā)明實施例二提供的串口控制器的時鐘開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0042]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，通過【具體實施方式】，完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0043]實施例一:
[0044]圖1是本發(fā)明實施例一提供的基于串口控制器的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法的流程圖。如圖1所示，該喚醒方法包括:
[0045]步驟101、在低功耗模式下，判斷是否檢測到幀開始標(biāo)記。如果監(jiān)測到幀開始標(biāo)記，則執(zhí)行以下步驟:
[0046]本步驟中，實時地對幀開始標(biāo)記進(jìn)行檢測，幀開始標(biāo)記可以是下降沿信號。在對幀開始標(biāo)記檢測的過程中，不需要使用串口工作時鐘。
[0047]步驟102、打開時鐘開關(guān)電路，以產(chǎn)生串口工作時鐘。
[0048]本步驟中，產(chǎn)生串口工作時鐘，以能夠接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀。
[0049]步驟103、接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀。
[0050]本步驟中，接收檢測到的幀開始標(biāo)記對應(yīng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀。
[0051]步驟104、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與喚醒幀是否匹配。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與喚醒幀匹配，則執(zhí)行步驟105、產(chǎn)生喚醒中斷，喚醒微控制器系統(tǒng)。
[0052]優(yōu)選地，還包括以下步驟:
[0053]如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀與喚醒幀不匹配，則執(zhí)行步驟106、關(guān)閉時鐘開關(guān)電路。
[0054]本步驟中，關(guān)閉時鐘開關(guān)電路，進(jìn)而使得串口工作時鐘關(guān)閉。此使得在實現(xiàn)了喚醒功能的同時，盡可能地降低了微控制器系統(tǒng)的待機功耗。
[0055]優(yōu)選地，還包括以下步驟:
[0056]如果沒有檢測到幀開始標(biāo)記，則執(zhí)行步驟151、系統(tǒng)運行低功耗模式。
[0057]本步驟中，在低功耗模式下，如果沒有檢測到幀開始標(biāo)記，則系統(tǒng)繼續(xù)運行低功耗模式。
[0058]優(yōu)選地，在步驟151、系統(tǒng)運行低功耗模式之前還包括以下步驟:
[0059]步驟121、在系統(tǒng)運行模式下，判斷是否接收到進(jìn)入低功耗模式的指令。若是，則執(zhí)行步驟131、關(guān)閉時鐘產(chǎn)生電路。若否，則執(zhí)行步驟141、繼續(xù)系統(tǒng)運行模式。
[0060]本步驟中，由于進(jìn)入低功耗模式后，對幀開始標(biāo)記的檢測過程不需要使用串口工作時鐘。所以在系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式前關(guān)閉時鐘產(chǎn)生電路，進(jìn)而關(guān)閉串口工作時鐘，盡可能地降低了系統(tǒng)功耗。
[0061]優(yōu)選地，在步驟121、在系統(tǒng)運行模式下，判斷是否接收到進(jìn)入低功耗模式的指令之前還包括以下步驟:
[0062]步驟111、在系統(tǒng)運行模式下，通過系統(tǒng)總線配置所述喚醒幀的內(nèi)容。
[0063]本步驟中，用戶可以通過系統(tǒng)總線對喚醒幀進(jìn)行配置，可以選擇某幾個比特為特定的值的接收幀當(dāng)做匹配幀，或者把任意的接收幀都當(dāng)做匹配幀，甚至可以選擇把幀開始標(biāo)志當(dāng)成是匹配幀。通過對喚醒幀的配置，增加了喚醒功能的靈活性，允許用戶自由定制喚醒的內(nèi)容，進(jìn)而有選擇地喚醒微控制器系統(tǒng)。
[0064]本發(fā)明實施例一提供的基于串口控制器的微控制器系統(tǒng)的喚醒方法只有在檢測到幀開始標(biāo)記時才打開時鐘開關(guān)電路，以產(chǎn)生串口工作時鐘，降低了低功耗模數(shù)下的系統(tǒng)功耗。
[0065]實施例二:
[0066]圖2是本發(fā)明實施例二提供的串口控制器的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實施例二提供的串口控制器能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實施例一所述的喚醒方法。如圖2所示，該串口控制器包括:配置寄存器201、幀開始檢測電路202、數(shù)據(jù)幀接收電路203、接收幀內(nèi)容分析電路204和時鐘開關(guān)電路205，幀開始檢測電路202與時鐘開關(guān)電路205連接，接收幀內(nèi)容分析電路204分別與配置寄存器201和數(shù)據(jù)幀接收電路203連接。
[0067]配置寄存器201用于存儲喚醒幀。
[0068]優(yōu)選地，配置寄存器201還可以通過總線接口與微控制器系統(tǒng)中的系統(tǒng)總線206連接，在系統(tǒng)運行模式下，通過系統(tǒng)總線206對喚醒幀進(jìn)行配置。
[0069]本實施例中，用戶可以通過系統(tǒng)總線206對喚醒幀進(jìn)行配置，可以選擇某幾個比特為特定的值的接收幀當(dāng)做匹配