專利名稱：碳粉盒射頻識(shí)別芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子照相成像設(shè)備耗材部件，尤其是一種碳 粉盒射頻識(shí)別芯片。
背景技術(shù)：
碳粉盒是一種常用的打印機(jī)耗材， 一般的打印機(jī)所使用的碳 粉盒上都設(shè)置有一個(gè)識(shí)別芯片，識(shí)別芯片上記錄一些碳粉盒的相 關(guān)信息，打印機(jī)在工作過(guò)程中需要與識(shí)別芯片交換信息，以保證 打印機(jī)的正常工作。其中，有一種較為常用的碳粉盒識(shí)別芯片是采用射頻識(shí)別(RFID, Radio Frequency Ident ificat ion ) #支術(shù) 與打印機(jī)進(jìn)行信息交換，這種射頻識(shí)別芯片在與打印機(jī)信息交換 的過(guò)程中，通過(guò)芯片中的樣U空制單元(MCU， Micro Control Unit)跟蹤同步信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步功能，保證接收和發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)射 頻識(shí)別芯片能夠和打印機(jī)信號(hào)同步。如果使用純軟件的方法實(shí)現(xiàn) 同步信號(hào)的跟蹤，那么微控制單元的工作時(shí)鐘頻率要大于射頻識(shí) 別的載波頻率或其分頻后頻率的幾倍，而微控制單元的上限工作 時(shí)鐘頻率有最大值限制，如果射頻識(shí)別的同步時(shí)鐘頻率或其分頻 后的頻率較高，那么同步信號(hào)的跟蹤過(guò)程會(huì)發(fā)生遺漏，造成通信 可靠性降低。同時(shí)，如果微控制單元(MCU)的工作時(shí)鐘頻率太 高，電源損耗將很大，這對(duì)靠寄生電源供電的碳粉盒射頻識(shí)別芯 片來(lái)說(shuō)，其工作可靠性會(huì)降低。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種工作頻率低、穩(wěn)定性高的碳粉 盒射頻識(shí)別芯片。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的碳粉盒射頻識(shí)別芯片包括
微控制單元，包括電源引腳、信號(hào)輸入引腳、信號(hào)輸出引腳、外部時(shí)鐘引腳以及接地端； 電感主戔圏；寄生電源電路，其與電感線圈相連接且從電感線圏上獲得交 流電源，并將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源提供給微控制單元；解調(diào)電路，連接在電感線圏與微控制單元的信號(hào)輸入引腳之 間，其將電感線圈感應(yīng)的打印機(jī)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后提供給微控 制單元的信號(hào)輸入引腳；調(diào)制電路，連接在電感線圏與微控制單元的信號(hào)輸出引腳之 間，其將微控制單元信號(hào)輸出引腳的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后通過(guò)電感線 圏產(chǎn)生射頻信號(hào)傳送給打印機(jī)；分頻電路，連接在電感線圈和微控制單元的時(shí)鐘引腳之間， 其將電感線圏上的載波信號(hào)分頻后提供給微控制單元的外部時(shí)鐘 引腳。本實(shí)用新型所述碳粉盒射頻識(shí)別芯片通過(guò)分頻電路將較低的 頻率提供給-敝控制單元作為工作頻率，因此具有功耗低、工作穩(wěn) 定性高的優(yōu)點(diǎn)。


圖l是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型電路元件頻率關(guān)系示意圖；圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合圖示及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型碳粉盒射頻識(shí)別芯片較佳實(shí)施例的電路結(jié) 構(gòu)示意圖。 電感線圏L是碳粉盒射頻識(shí)別芯片的發(fā)送和接收天線，其可 以通過(guò)電磁感應(yīng)接收打印機(jī)終端(圖]未示)的電感傳送過(guò)來(lái)的 變化的磁力線，從而得到交流的感應(yīng)電壓，獲取打印機(jī)信號(hào)；當(dāng) 然，也可以通過(guò)同樣的原理和過(guò)程將信號(hào)傳送給打印機(jī)。微控制單元U2是具有運(yùn)算和控制功能的集成電路芯片，其 包括電源引腳VDD、信號(hào)輸入引腳IOl、信號(hào)輸出引腳I02、外部 時(shí)鐘引腳CLKIN和接地端GND。二極管Dl、 D2、 D3、 D4組成橋式整流電路，其與電阻Rl、 電容Cl共同組成寄生電源電路。寄生電源電路與電感線圏L相 連接，并從電感線圈L得到交流電壓，該交流電壓經(jīng)過(guò)上述的橋 式整流電路整流，然后經(jīng)過(guò)電阻R1隔離、電容C1濾波儲(chǔ)能，最 后得到穩(wěn)定的直流電源VCC。直流電源VCC連接到微控制單元U2 的電源引腳VDD。在圖1所揭示的實(shí)施例中，直流電源被多處4吏 用，下文中將作詳細(xì)的介紹。二極管D2、 D4，電阻R2、 R3、 R4，電容C2、 C3以及三極管 Ql共同組成ASK (Amplitude Shift Keying,幅移鍵控)信號(hào)解 調(diào)電路。解調(diào)電路連接在電感線圈L與微控制單元U2的信號(hào)輸 入引腳101之間。在信號(hào)解調(diào)過(guò)程中，由電感線圈L接收到的 ASK射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)二極管D2或者D4進(jìn)入電阻R2和電容C2組成 的幅度檢波電路，然后經(jīng)電容C3耦合后進(jìn)入三極管Ql的基極， 電阻R3、 fU是三極管Ql的偏置電阻，解調(diào)信號(hào)在三極管Ql的 集電極輸出并進(jìn)入孩i控制單元U2的信號(hào)輸入引腳101。電阻Rl 做ASK射頻信號(hào)和電源VCC的隔離電阻。在本實(shí)施例中，二極管D6、 D7，電阻R7、 R8、 R9,三極管 Q2共同組成射頻信號(hào)的調(diào)制電路。調(diào)制電路連接在電感線圏L與 微控制單元U2的信號(hào)輸出引腳102之間。其中二極管D6、 D7的 正才及分別連4妄在電感線圏L的兩端，負(fù)^l相連接后通過(guò)電阻R7 串接在三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2 的基極通過(guò)電阻R8連接到微控制單元U2的信號(hào)輸出引腳102。 微控制單元U2的信號(hào)輸出引腳102通過(guò)電阻R9接地，電阻R9 的作用是在電源啟動(dòng)過(guò)程時(shí)，微控制單元U2還沒(méi)有達(dá)到工作 電壓時(shí)，電阻R9可以確保三極管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，因此電感線 圈L不會(huì)產(chǎn)生不必要的輻射。電阻R7是調(diào)制電阻，電阻R8是三 極管Q2基極偏置電阻，調(diào)制信號(hào)經(jīng)微控制單元U2的引腳102輸 出，通過(guò)三極管Q2的導(dǎo)通或截止使R7的電流通段來(lái)改變電感線 圈L的電流，最后達(dá)到改變磁場(chǎng)的作用，從而形成調(diào)制。在圖1所示的實(shí)施例中，二極管D5,電阻R5、 R6,觸發(fā)器 Ul共同組成分頻電路，分頻電路作為產(chǎn)生微控制單元U2的外部 時(shí)鐘的電路連接在電感線圈L和微控制單元U2的時(shí)鐘引腳之 間。觸發(fā)器Ul ,括電源端、數(shù)據(jù)輸入端Data、時(shí)鐘輸入端 CLK、反向輸出端Q以及接地端GND。結(jié)合參見(jiàn)圖2中所示，—圖2 中揭示了電感線圏L的信號(hào)頻率A和觸發(fā)器Ul反向輸出端Q的輸 出頻率B (即微控制單元U2的工作頻率)以及微控制單元U2接 收信號(hào)(在信號(hào)輸入引腳101)或發(fā)送信號(hào)(在信號(hào)輸出引腳 102)的頻率C之間的關(guān)系，電感線圏L 一端的信號(hào)經(jīng)二極管 D5、電阻R5、 R6分壓后作為觸發(fā)，Ul的時(shí)鐘輸入，觸發(fā)器Ul 的數(shù)據(jù)輸入端Data和反相輸出端Q連接，使得在時(shí)鐘輸入端CLK 的時(shí)鐘作用—下，Q的數(shù)據(jù)在上升延(或下降沿)時(shí)翻轉(zhuǎn)，因此， 反相輸出端Q的數(shù)據(jù)輸出頻率B是電感線圏信號(hào)頻率A的1/2,即 二分頻。射頻識(shí)別信號(hào)二分頻之后的頻率作為孩t控制單元U2的 外部時(shí)鐘從其外部時(shí)鐘引腳CLKIN輸入，作為微控制單元U2的 工作時(shí)鐘。采用這種結(jié)構(gòu)后，在接收數(shù)據(jù)時(shí)，纟效控制單元U2的 指令周期和射頻信號(hào)的周期具有很好的同步效果。同樣的，在發(fā) 送數(shù)據(jù)時(shí)，只要在微控制單元U2的信號(hào)輸出引腳102輸出要調(diào) 制的信號(hào)源數(shù)據(jù)，則根據(jù)要發(fā)送的比特率，微控制單元U2設(shè)定
好符合比特率的延遲周期指令個(gè)數(shù)，然后逐位發(fā)送出去，由于微控制單元U2的工作時(shí)鐘是由射頻信號(hào)分頻得到，因此，按照這 樣的方式調(diào)制信號(hào)會(huì)得到很好的同步效果。同時(shí)，由于微控制單元U2的工作頻率較低，因此，功耗較 低，性能更加穩(wěn)定。顯然，盡管本實(shí)施例中的分頻電路的分頻因子是2，但也可 以取大于2的其它整數(shù)。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于上述的實(shí)施方式，例如，圖3中 揭示了本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，其與圖1中所揭示的實(shí)施例的區(qū)別在于采用計(jì)數(shù)器U3代替觸發(fā)器Ul實(shí)現(xiàn)分頻電路，計(jì) 數(shù)器U3按照?qǐng)D3的接線方式，可以完成分頻功能電感線圏L 一端的信號(hào)經(jīng)二極管D5、電阻R5、 R6分壓后作為計(jì)數(shù)器U3的時(shí) 鐘CLK,在時(shí)鐘CLK邊沿(上升沿或下降沿)的脈沖作用下，QA 輸出時(shí)鐘CLK的2分頻脈沖信號(hào)，QB輸出時(shí)鐘CLK的4分頻脈沖 信號(hào)，QC輸出時(shí)鐘CLK的8分頻脈沖信號(hào)，QD輸出時(shí)鐘CLK的 16分頻脈沖信號(hào)，圖3中的電路采用QC引腳輸出的8分頻脈沖 信號(hào)作為微控制單元U2的外部時(shí)鐘從其外部時(shí)鐘引腳CLKIN輸 入。用8分頻是針對(duì)射頻信號(hào)的頻率高低來(lái)選的，如果頻率越 高，則分頻因子越大，如果頻率越低則分頻因子越小。如果頻率 更高，則可以選32分頻、64分頻或者更高?？傊?，通過(guò)采用分 頻后的較低頻率，微控制單元U2具有低功耗、穩(wěn)定性高的優(yōu) 點(diǎn)。當(dāng)然，分頻電路的組成方式并不局限于上述這兩種電路。諸如此類的微小改變以及等效變換均應(yīng)包含在權(quán)利要求所述 的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、碳粉盒射頻識(shí)別芯片，包括微控制單元(U2)，具有電源引腳(VDD)、信號(hào)輸入引腳(IO1)、信號(hào)輸出引腳(IO2)、外部時(shí)鐘引腳(CLKIN)以及接地端(GND)；用于收發(fā)射頻信號(hào)及產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電感線圈(L)；將電感線圈(L)交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源(VCC)并提供給微控制單元(U2)的寄生電源電路；連接在電感線圈(L)與微控制單元(U2)的信號(hào)輸入引腳(IO1)之間的解調(diào)電路；連接在電感線圈(L)與微控制單元(U2)的信號(hào)輸出引腳(IO2)之間的調(diào)制電路；其特征在于在電感線圈(L)和微控制單元(U2)的時(shí)鐘引腳(CLKIN)之間連接有一分頻電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳粉盒射頻識(shí)別芯片，其特征在 于所述分頻電路中包括與微控制單元(U2)的外部時(shí)鐘引腳(CLKIN)相連接的觸發(fā)器(Ul)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳粉盒射頻識(shí)別芯片，其特征在 于電感線圈L 一端的信號(hào)經(jīng)二極管(D5)、電阻(R5、 R6 )分 壓后作為觸發(fā)器(Ul)的—時(shí)鐘輸入，觸發(fā)器(Ul)的數(shù)據(jù)輸入端(Data)和反相輸出端(Q)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳粉盒射頻識(shí)別芯片，其特征在 于所述觸發(fā)器(Ul)的電源引腳(VDD)與直流電源(VCC)相 連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種碳粉盒射頻識(shí)別芯片，其包括微控制單元、電感線圈、寄生電源電路、解調(diào)電路、調(diào)制電路以及分頻電路。本實(shí)用新型所述碳粉盒射頻識(shí)別芯片通過(guò)分頻電路將較低的頻率提供給微控制單元作為工作頻率，因此具有功耗低、工作穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K19/077GK201029038SQ200620154619
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
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