專利名稱：電器遙控開關(guān)解碼芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及遙控開關(guān)解碼芯片，更具體地說是一種可進(jìn)行多型號配置的遙控開關(guān)解碼芯片。
背景技術(shù)：
長期以來，家庭照明都是采用手動開關(guān)，而沒有像電視機(jī)和空調(diào)那樣使用遙控器進(jìn)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(guān)掉電燈，就只起身下床。
針對家用照明配置的不同，遙控開關(guān)的解碼芯片需要有不同型號的配置，迄今為止還沒有一種可進(jìn)行多種型號配置的遙控開關(guān)解碼芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)行多型號配置的電器遙控開關(guān)解碼芯片。
本實(shí)用新型解決問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括有振蕩器及時(shí)序產(chǎn)生電路、控制器、地址編碼及數(shù)據(jù)輸出控制邏輯、數(shù)據(jù)檢測、同步檢測，以及譯碼邏輯各功能單元。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)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(gòu)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(gòu)成的編碼鎖定電路B，編碼壓焊點(diǎn)分別設(shè)置在VCC壓焊點(diǎn)和GND壓焊點(diǎn)的兩旁，編碼鎖定電路的編碼經(jīng)過“非”門的驅(qū)動后送到芯片的控制器；按鍵鎖定電路由一個“非”門和一個NMOS管構(gòu)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(yīng)于每一個按鍵，分別配置各自獨(dú)立的由基準(zhǔn)時(shí)鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時(shí)檢測電路構(gòu)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(shí)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(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型除了具備遠(yuǎn)程控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉功能以外，還集成了手動控制電路，從而實(shí)現(xiàn)了開關(guān)的遙控和手動雙重控制。
2、本實(shí)用新型中的型號控制邏輯使得同一塊芯片可進(jìn)行多型號的配置，芯片加工完成以后，可以根據(jù)用戶的需求在封裝階段予以實(shí)現(xiàn)。
3、本實(shí)用新型由于集成度較高，減少了外圍電路元件的使用，降低了系統(tǒng)成本，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，單一芯片適配多種電路型號的方法不僅減少投片次數(shù)，降低投片成本，而且也減少了管理環(huán)節(jié)，節(jié)省了加工時(shí)間，更增加了電路使用的靈活性。
4、本實(shí)用新型具有廣泛的應(yīng)用范圍，既可以制成墻壁開關(guān)，用于電燈的遙控控制，也可以用于各種電氣接線板和電源插座，從而生產(chǎn)出具有遙控和手動控制功能的接線板和電源插座，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對家用電器，如電視、冰箱和洗衣機(jī)等的遙控控制。
5、本實(shí)用新型配合外圍電路可以有紅外和射頻兩種應(yīng)用方式。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。
圖2、圖3為本實(shí)用新型芯片在不同型號中的鍵合示意圖。
圖4為本實(shí)用新型型號控制邏輯電路原理圖。
圖5本實(shí)用新型手動按鍵控制電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例中包括有振蕩器及時(shí)序產(chǎn)生電路、控制器、地址編碼及數(shù)據(jù)輸出控制邏輯、數(shù)據(jù)檢測、同步檢測、譯碼邏輯、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(shù)據(jù)共12位，根據(jù)使用的不同，芯片可以配置成為不同的電路型號，當(dāng)用作6路開關(guān)控制時(shí)，數(shù)據(jù)為6位，地址為6位；當(dāng)用作4路開關(guān)控制時(shí)，數(shù)據(jù)為4位，地址為8位，依次類推。數(shù)據(jù)輸出為瞬態(tài)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)型，無論是遙控按鍵還是手動按鍵，按一下開關(guān)開，再按一下關(guān)。遙控?cái)?shù)據(jù)從DIN管腳進(jìn)入芯片。
在這里我們定義，1位數(shù)據(jù)、11位地址為型號1；2位數(shù)據(jù)、10位地址為型號2；依次類推，6位數(shù)據(jù)、6位地址為型號6。數(shù)據(jù)位控制開關(guān)的路數(shù)，1個數(shù)據(jù)管腳可控制一個開關(guān)，因此對于型號4的芯片來說就可以控制4個開關(guān)。
本實(shí)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(gòu)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(gòu)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(fù)位Reset信號端，另一端接NMOS管N1的漏極，并接位于VCC壓焊點(diǎn)旁的編碼壓焊點(diǎn)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(fù)位Reset信號端，另一端接PMOS管P1的漏極，并接位于GND壓焊點(diǎn)旁的編碼壓焊點(diǎn)C3上。編碼壓焊點(diǎn)分別設(shè)置在VCC壓焊點(diǎn)和GND壓焊點(diǎn)的兩旁，一對VCC和GND壓焊點(diǎn)旁可放置共4個編碼壓焊點(diǎn)。
當(dāng)上電復(fù)位信號Reset有效(低電平)時(shí)，編碼鎖定電路A鎖定邏輯值“0”，電路B鎖定邏輯值“1”。在芯片封裝的鍵合階段，將與電路A相連接的壓焊點(diǎn)C1綁定到管腳VCC，則電路A的編碼值被強(qiáng)制為邏輯“1”，將與電路B相連接的壓焊點(diǎn)綁定到管腳GND，則電路B的編碼值被強(qiáng)制為邏輯“0”。在芯片開發(fā)的設(shè)計(jì)階段，根據(jù)所需要的芯片型號來安排鎖定單元的個數(shù)和類型，市場需求最多的芯片型號采用鎖定單元上電復(fù)位后的鎖定編碼，需求量少的在封裝階段對部分鎖定單元采用強(qiáng)制編碼。鎖定單元的編碼經(jīng)過“非”門的驅(qū)動以后送到芯片控制邏輯，由控制邏輯控制數(shù)據(jù)位的數(shù)目，以此來配置芯片的型號。按鍵鎖定電路由一個“非”門U4和一個NMOS管N3構(gòu)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(dāng)按鍵不接外部信號的時(shí)候，按鍵值被鎖定到“1”，跟按鍵沒有按下的效果是一樣的；當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，按鍵輸出值變?yōu)椤?”。因?yàn)榘存I鎖定電路為按鍵邏輯設(shè)定了缺省值，所以對于不同型號的電路來說，有的按鍵壓焊點(diǎn)就不需要通過管腳引出，這樣就節(jié)省了管腳的數(shù)目，減少了封裝費(fèi)用。
參見圖5，在按鍵及防抖電路中，對應(yīng)于每一個按鍵，分別配置各自獨(dú)立的由基準(zhǔn)時(shí)鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時(shí)檢測電路構(gòu)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(shí)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(zhǔn)時(shí)鐘9分頻電路由9個級聯(lián)的不帶置位和復(fù)位端的D觸發(fā)器構(gòu)成，為每個防抖動電路所共用，對振蕩器時(shí)鐘信號9分頻，并作為各個按鍵防抖動電路的計(jì)時(shí)時(shí)鐘。二次分頻電路由兩個級聯(lián)的帶復(fù)位端的D觸發(fā)器DFF1、DFF2構(gòu)成，D觸發(fā)器的復(fù)位端RES接按鍵鎖定信號，D端接各自觸發(fā)器的NQ端，前一個D觸發(fā)器的CP端和NCP端分別接9分頻電路的Clk9端和Clk9n端，后一個D觸發(fā)器的CP端和NCP端分別接前一個D觸發(fā)器的Q端和NQ端。防抖動定時(shí)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(gòu)成，二輸入“或非”門U5、U6的a端分別接兩個D觸發(fā)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(dāng)按鍵按下以后，二次分頻電路的兩個D觸發(fā)器開始工作，對9分頻時(shí)鐘進(jìn)一步分頻，當(dāng)兩個觸發(fā)器DFF1、DFF2的輸出Q為邏輯“11”，檢測電路認(rèn)為按鍵有效，實(shí)現(xiàn)防抖動所需要的大于18ms的定時(shí)。在外接820千歐震蕩電阻的條件下，無論是芯片工作在5V條件或是12V條件，都能夠保證防抖動時(shí)間超過18ms。。三輸入“或非”門U7的反饋輸入用于防止電平的連續(xù)翻轉(zhuǎn)。
根據(jù)應(yīng)用場合的不同，應(yīng)用電路可以做成RF和紅外兩種，RF應(yīng)用遙控距離遠(yuǎn)且不受方向的控制，具體使用RF還是紅外根據(jù)用戶的需求而定。
參見圖2、圖3，在VCC和PAD壓焊點(diǎn)旁分別設(shè)置用于編碼的壓焊點(diǎn)C1、C2、C3和C4，但并不為該類壓焊點(diǎn)單獨(dú)分配引腳。圖2所示的四個編碼壓焊點(diǎn)，可完成24個編碼。同時(shí)，如果設(shè)置兩對“電源”和“地”的壓焊點(diǎn)，則可放置8個編碼壓焊點(diǎn)，因而可提供高達(dá)28個編碼，一般情況下10個左右的編碼已經(jīng)足夠普通的芯片進(jìn)行型號安排了。
本實(shí)施例根據(jù)自身的需要使用了三個編碼用壓焊點(diǎn)PAD和一個用于型號擴(kuò)展的冗余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(diǎn)C1、C2和C3，圖2中的壓焊點(diǎn)C4不接任何信號線，用于型號擴(kuò)展。對于圖4來說，當(dāng)芯片上電復(fù)位(低電平復(fù)位)以后，信號C1和C2被鎖定為“0”，C3被鎖定為“1”，最后C1、C2、C3鎖定的編碼為001。如果在芯片鍵合階段將壓焊點(diǎn)C1與VCC一塊兒綁定到PIN VCC，即對信號線C1進(jìn)行強(qiáng)制編碼，則上電以后，信號線C1、C2和C3最后鎖定的編碼為101。采用同樣的方法可以對C1、C2和C3實(shí)現(xiàn)其它編碼，編碼共有8種。編碼信號經(jīng)過驅(qū)動以后被送到圖1的“控制器”，用于控制地址的位數(shù)和數(shù)據(jù)輸出的位數(shù)，從而決定芯片的型號。一般情況下，對使用數(shù)量最多的芯片型號，不采用任何強(qiáng)制編碼，假設(shè)6路數(shù)據(jù)輸出的芯片市場需求量最大，我們將其編碼設(shè)定為001。5路數(shù)據(jù)輸出的芯片需求量其次，我們可將其編碼設(shè)定為101、011或者是000，則三組編碼只對一根信號線進(jìn)行強(qiáng)制改變。需求量最少的芯片強(qiáng)制編碼的信號線就多一些。
下表提供了一種編碼選擇，當(dāng)然根據(jù)上面所述的原理還可以提供其它的編碼形式。

圖5只表達(dá)了一個手動按鍵電路的設(shè)計(jì)，在該遙控開關(guān)電路中共有6個同樣的電路結(jié)構(gòu)，它們共同使用一個圖5所示的分頻器，以便減少芯片面積。每一個按鍵K連接到相應(yīng)的PAD上，然后再根據(jù)型號的需要進(jìn)行綁定。在按鍵電路中，與K相連的“非”門和NMOS管用于設(shè)定按鍵的缺省值，在本電路中6個按鍵的缺省值均設(shè)定為“0”，對于型號6的芯片，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的芯片，PAD K4和PADK5不進(jìn)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(shí)現(xiàn)了型號的配置。
權(quán)利要求1.電器遙控開關(guān)解碼芯片，包括有振蕩器及時(shí)序產(chǎn)生電路、控制器、地址編碼及數(shù)據(jù)輸出控制邏輯電路、數(shù)據(jù)檢測、同步檢測，以及譯碼邏輯各功能單元，其特征是設(shè)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(gòu)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(gòu)成的編碼鎖定電路B，編碼壓焊點(diǎn)分別設(shè)置在VCC壓焊點(diǎn)和GND壓焊點(diǎn)的兩旁，編碼鎖定電路的編碼經(jīng)過“非”門的驅(qū)動后送到芯片的控制器；按鍵鎖定電路由一個“非”門(U4)和一個NMOS(N3)管構(gòu)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(yīng)于每一個按鍵，分別配置各自獨(dú)立的由基準(zhǔn)時(shí)鐘9分頻電路、二次分頻電路和防抖動定時(shí)檢測電路構(gòu)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(shí)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(jù)權(quán)利要求1所述解碼芯片，其特征是在所述按鍵及防抖電路中，所述基準(zhǔn)時(shí)鐘9分頻電路由9個級聯(lián)的不帶置位和復(fù)位端的D觸發(fā)器構(gòu)成，為每個防抖動電路所共用，對振蕩器時(shí)鐘信號9分頻，并作為各個按鍵防抖動電路的計(jì)時(shí)時(shí)鐘；所述二次分頻電路由兩個級聯(lián)的帶復(fù)位端的D觸發(fā)器(DFF1、DFF2)構(gòu)成，D觸發(fā)器的復(fù)位端RES接按鍵鎖定信號，D端接各自觸發(fā)器的NQ端，前一個D觸發(fā)器的CP端和NCP端分別接9分頻電路的Clk9端和Clk9n端，后一個D觸發(fā)器的CP端和NCP端分別接前一個D觸發(fā)器的Q端和NQ端；所述防抖動定時(shí)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(gòu)成，二輸入“或非”門(U5、U6)的a端分別接兩個D觸發(fā)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(jù)權(quán)利要求1所述的解碼芯片，其特征是所述編碼鎖定電路A中，“與非”門(U1)的一端接復(fù)位信號端，另一端接NMOS(N1)管的漏極，并接位于VCC壓焊點(diǎn)旁的編碼壓焊點(diǎn)上；編碼鎖定電路B的“或非”門(U2)的一端通過一個“非”門接復(fù)位信號端，另一端接PMOS管(P1)的漏極，并接位于GND壓焊點(diǎn)旁的編碼壓焊點(diǎn)上。
專利摘要電器遙控開關(guān)解碼芯片，包括有振蕩器及時(shí)序產(chǎn)生電路、控制器、地址編碼及數(shù)據(jù)輸出控制邏輯電路、數(shù)據(jù)檢測、同步檢測，以及譯碼邏輯各功能單元，其特征是設(shè)置型號控制邏輯電路，以及按鍵及防抖動電路。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)電器開關(guān)的遙控和手動雙重控制。同一塊芯片可進(jìn)行多型號的配置，并且是在芯片加工完成以后，根據(jù)用戶的需求在封裝階段實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型集成度高、外圍元件少、系統(tǒng)成本低、工作的穩(wěn)定性高。
文檔編號G08C19/00GK2779520SQ20052007039
公開日2006年5月10日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者劉聰, 王曉蕾, 孫華波, 高明倫 申請人:合肥工業(yè)大學(xué), 合肥工大先行微電子技術(shù)有限公司