CN102290020B - 一种数码管驱动芯片及采用该芯片的家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电路领域，提供了一种数码管驱动芯片，所述数码管驱动芯片集成有晶振/分频模块、通讯/控制模块、显示/按键扫描模块、实时时钟模块、遥控接收模块以及电源管理模块。本发明的实施例在系统待机时，主控制芯片可以完全关闭，该驱动芯片可独立完成实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能，从而实现了低功耗待机，达到低碳环保的目的。

Description

一种数码管驱动芯片及采用该芯片的家用电器

技术领域

本发明属于电子电路领域，尤其涉及一种数码管驱动芯片及采用该芯片的家用电器。

背景技术

目前市场上的DVD播放机、机顶盒等家电普遍具备数码显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能。其中，数码显示的功能主要由传统的数码管驱动芯片完成，而按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能由主控制芯片或单片机来完成。

传统的数码管驱动芯片，主要功能是数码显示和按键扫描，满足了用户的一定需求，但其功能单一，过于依赖主控制芯片或单片机等外部控制芯片，在系统待机时，主控制芯片或单片机仍要保持在工作状态，系统待机功耗较大，难以满足当前节能指标。并且目前家电红外遥控开关机指令固定，与其他家电或设备的遥控按键冲突也给用户造成了很大困扰。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种数码管驱动芯片。

本发明实施例是这样实现的，一种数码管驱动芯片，所述数码管驱动芯片集成有晶振/分频模块、通讯/控制模块、显示/按键扫描模块、实时时钟模块、遥控接收模块以及电源管理模块；

所述晶振/分频模块分别与所述通讯/控制模块、所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块、所述遥控接收模块和所述电源管理模块相连，所述通讯/控制模块还分别与所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块、所述电源管理模块相连，所述显示/按键扫描模块还分别与所述实时时钟模块、所述电源管理模块相连，所述电源管理模块还分别与所述实时时钟模块、所述遥控接收模块相连，

所述通讯/控制模块、所述显示/按键扫描模块和所述电源管理模块均接上电复位信号，所述上电复位信号为芯片外部信号或由芯片内部模块产生。

进一步地，所述电源管理模块集成有比较器组、电源控制器和电源管理寄存器；

所述比较器组分别与所述实时时钟模块、所述电源控制器、所述电源管理寄存器相连，所述电源控制器还分别与所述显示/按键扫描模块、所述遥控接收模块、所述电源管理寄存器相连，所述电源管理寄存器还连接了遥控接收模块。

进一步地，所述电源管理寄存器包括与所述比较器组相连的电源管理寄存器BYTE1至BYTEA、与所述电源控制器相连的电源管理寄存器BYTE0、与所述遥控接收模块相连的电源管理寄存器BYTED至BYTEF。

进一步地，所述通讯/控制模块通过通讯引脚接收来自控制电路的用户指令和数据、并根据用户指令将相应数据送给所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块和所述电源管理模块，并且，所述通讯/控制模块还根据用户指令通过所述通讯引脚将所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块和所述电源管理模块的数据进行输出，所述通讯引脚数目为2个以上。

进一步地，所述通讯/控制模块包括DIO、CLK、STB三个通讯引脚。

进一步地，所述通讯/控制模块通过DIO、CLK、STB三个通讯引脚将定时时间及定时操作信息写入所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA并存储起来，所述比较器组比较所述实时时钟模块数据与所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA数据，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器来处理；并且，所述通讯/控制模块通过DIO、CLK、STB三个通讯引脚依次将红外遥控的操作码写入所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF中，所述遥控接收模块时刻比较接收到的数据与所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF数据，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器来处理；并且，所述显示/按键扫描模块实时检测SW1按键操作，并将SW1按键操作信息送给所述电源控制器来处理；所述电源控制器通过改变P_OUT电平来控制所述控制电路电源的开启与关断。

本发明实施例的另一目的在于提供一种家用电器，所述家用电器采用了上述任一项所述的数码管驱动芯片。

进一步地，所述家用电器为DVD或者机顶盒。

本发明的实施例集成了晶振/分频模块、通讯/控制模块、显示/按键扫描模块、实时时钟模块、遥控接收模块以及电源管理模块。在传统数码管驱动芯片功能的基础上，还实现了实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机这些用户迫切需要的功能。本发明在实现显示、按键扫描和实时时间显示等功能的同时，还能根据用户的Standby按键操作、红外遥控操作或定时操作来完成对系统的开机、待机控制。并且，系统待机时，主控制芯片可以完全关闭，该驱动芯片可独立完成实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能，从而实现了低功耗待机，达到低碳环保的目的。功能上，本发明可全部实现原有产品的数码显示和按键扫描功能，且增加了实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能；实时时间显示功能使得本发明可以独立提供当前时间显示，无需借助外部电路；定时功能使得本发明可以独立提供用户强大的定时功能，无需借助外部电路；按键开关机或红外遥控开关机功能使得本发明可以独立提供按键或红外遥控待机信号，无需借助外部电路。所有这些新增功能，在满足用户需求的同时，尽可能的由本发明独立实现，整机待机时可以关掉本发明以外的所有电路，为降低整机功耗尤其是降低待机功耗创造了良好条件。

附图说明

图1是本发明实施例提供的数码管驱动芯片的电路结构框图；

图2是本发明实施例提供的定时寄存器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电源管理寄存器BYTE0的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电源管理模块的状态图；

图5是根据本发明实施例提供的一种数码管驱动芯片的脚位图；

图6是根据本发明实施例提供的一种数码管驱动芯片的应用方案。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的数码管驱动芯片的电路结构，该数码管驱动芯片包括晶振/分频模块1、通讯/控制模块2、显示/按键扫描模块3、实时时钟模块4、遥控接收模块5以及电源管理模块6。

所述晶振/分频模块1分别与所述通讯/控制模块2、所述显示/按键扫描模块3、所述实时时钟模块4、所述遥控接收模块5和所述电源管理模块6相连，所述通讯/控制模块2还分别与所述显示/按键扫描模块3、所述实时时钟模块4、所述电源管理模块6相连，所述显示/按键扫描模块3还分别与所述实时时钟模块4、所述电源管理模块6相连，所述电源管理模块6还分别与所述实时时钟模块4、所述遥控接收模块5相连。

所述通讯/控制模块2、所述显示/按键扫描模块3和所述电源管理模块6均接上电复位信号，所述上电复位信号为芯片外部信号或由芯片内部模块产生。

作为本发明的实施例，所述电源管理模块6包括比较器组61、电源控制器62和电源管理寄存器63；

所述比较器组61分别与所述实时时钟模块4、所述电源控制器62、所述电源管理寄存器63相连，所述电源控制器62还分别与所述显示/按键扫描模块3、所述遥控接收模块5、所述电源管理寄存器63相连，所述电源管理寄存器63还连接了遥控接收模块5。

在本发明的实施例中，将所述电源管理寄存器63分成了3部分，即电源管理寄存器BYTE1至BYTEA 631、电源管理寄存器BYTE0 632以及电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633。

所述晶振/分频模块1给所述显示/按键扫描模块3、所述实时时钟模块4、所述遥控接收模块5和所述电源管理模块6提供工作所需的时钟信号。所述通讯/控制模块2通过DIO、CLK、STB三个引脚接收用户指令和数据，并根据用户指令将相应数据送给所述显示/按键扫描模块3、所述实时时钟模块4和所述电源管理模块6。所述通讯/控制模块2还可通过DIO、CLK、STB三个引脚将所述显示/按键扫描模块3、所述实时时钟模块4和所述电源管理模块6中的寄存器的信息读取到主控制芯片，并交给所述主控制芯片进行处理。

所述显示/按键扫描模块3接收所述通讯/控制模块2的指令和显示数据并将显示数据存储起来，也可接收所述实时时钟模块4的实时时钟信息，并在所述通讯/控制模块2的指令下显示用户的显示数据或实时时间或关闭所有显示。所述显示/按键扫描模块3同时还提供了按键扫描信号，通过物理按键将SG/KS和K1、K2连接起来，一个显示周期结束后便将当前按键的状态锁存到键值寄存器中，并通过所述通讯/控制模块2传给主控制芯片。

作为本发明的实施例，所述实时时钟模块4计时范围为24小时或7天*24小时，最小计时单位为分钟，并将时钟信息送给所述显示/按键扫描模块3和所述比较器组61。

本发明初始化时，所述实时时钟模块4接收所述通讯/控制模块2送来的时间作为当前时间，并开始计时。

所述遥控接收模块5接收红外接收头输入，并将接收到的脉宽信号按NEC红外遥控编码转成逻辑编码，然后将转化后的逻辑编码与用户写入所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633的数据进行对比，若相同则产生红外遥控溢出，并将红外遥控溢出信号送给所述电源控制器62。遥控接收模块5可识别的编码不限于NEC编码，也可以是其他任何编码。

所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA 631接收所述通讯/控制模块2的数据并存储起来，所述通讯/控制模块2也可将电源管理寄存器的数据读取出来。所述比较器组61将所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA631的数据与所述实时时钟模块4时间信息相比较，若相同则产生定时器溢出，并将定时器溢出信号送给所述电源控制器62。所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633存储红外遥控操作码。所述电源控制器62根据所述电源管理寄存器BYTE0 632的状态进行相应响应，同时所述电源控制器62也可根据系统当前状态和Standby按键溢出、红外遥控溢出和定时器溢出来改变所述电源管理寄存器BYTE0 632的状态。所述电源控制器62决定P_OUT的状态，P_OUT为低电平时表示主控电源开启，P_OUT为高电平时表示主控电源关闭。P_OUT高低电平与主控电源开关的对应关系可根据实际需要重新定义。

从功能上分，所述电源管理模块6的寄存器分写寄存器和读寄存器两部分，写电源管理寄存器地址为00H~0FH，读电源管理寄存器地址为00H~0DH，下面对其进行详细说明。

电源管理寄存器BYTE1至BYTEA 631对应写电源管理寄存器地址01H~0AH，下面对其进行简单介绍: 

01H和02H分别对应定时器1寄存器的低8位和高8位。

03H和04H分别对应定时器2寄存器的低8位和高8位。

05H和06H分别对应定时器3寄存器的低8位和高8位。

07H和08H分别对应定时器4寄存器的低8位和高8位。

09H和0AH分别对应定时器5寄存器的低8位和高8位。

写电源管理寄存器0BH和0CH分别对应所述实时时钟模块4的寄存器的低8位和高8位。

从01H~0AH，每2个8位寄存器构成一组b00~b15的16位定时寄存器。其中低4位b00~b03用来存放定时的分钟个位，b04~b06用来存放定时的分钟十位；b07~b10用来存放定时的小时位（0时~11时），b11位用来存放定时的上、下午标示位（0为上午，1为下午）；b12~b14用来存放定时的天数（7天）；最高位b15用来存放定时器的操作（1表示开机，0表示关机）。寄存器0BH~0CH用来存放当前时间，b00~b14定义与定时寄存器相同，b15为无关项。所有的时间均为2进制BCD码计数（天数为000表示星期日，001表示星期一，以此类推）。

以定时器1为例进行说明：如图2所示，定时寄存器01H的低4位b0~b3构成分钟的个位，01H的b4~b6构成分钟的十位；01H的b7~02H的b2构成小时位，02H的b3为上、下午标示位；02H的b4、b5、b6构成天数（7天）；02H的b7用来存放用户的开关机操作（1表示开机，0表示关机）。

所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633对应写电源管理寄存器地址0DH~0FH，其中0DH对应红外遥控寄存器的低8位地址，0EH对应红外遥控寄存器的高8位地址，0FH对应红外遥控寄存器的数据码。

所述电源管理寄存器BYTE0 632对应写电源管理寄存器地址00H，负责本发明的电源管理。

如图3所示，为本发明实施例提供的所述电源管理寄存器BYTE0 632的结构示意图，说明如下：

B7——定时器1操作位[只读]。该位与定时寄存器02H的B7位相同。

B6——定时器1溢出位[只读]。该位为1时表示定时器1溢出。

B5——整分钟标示位[读、写0]。当主控电源打开时，所述实时时钟模块4整分钟跳变时该位为1。当B5为0时，5个定时器的溢出位都无效且为0。

B4——主控电源状态位[读、写0]。该位为0时，P_OUT为高电平，关闭主控电源（即待机状态）；该位为1时，P_OUT为低电平，打开主控电源（即开机状态）。

B3——遥控接收溢出位[读、写0]。该位为1时，表示有接收到遥控待机信号；该位为0时，表示没有接收到遥控待机信号。

B2——SW1按键溢出位[读、写0]。该位为1时，表示有接收到Standby按键溢出信号；该位为0时，表示没有接收到SW1按键溢出信号。

B1——本发明锁定标示位[读、写]。该位上电时为1，此时本发明的显示功能和按键扫描功能都关闭。当显示模式改变时，B1位被置1。用户可通过打开显示指令将B1位置0。

B0——本发明上电标志位[写0、写1]。本发明上电时B0为1，上电后由主控将其写0。

00H~0FH的数据写入顺序都是从低位到高位。

当用户输入读取电源管理寄存器指令并等待1us后，芯片通过DIO引脚在CLK的下降沿输出寄存器内容，输出顺序为先依次输出BYTE0的B0位、B1位、B2位、B3位、B4位、B5位、B6位、B7位，再依次输出BYTE1的B0位、B1位、B2位、B3位、B4位、B5位、B6位、B7位，以此类推，直到BYTED的内容全部输出。

下面对读取的各个BYTE的寄存器内容进行介绍。读寄存器00H的结构和功能同写寄存器的00H，不再赘述。对读寄存器01H说明如下：

B7——定时器5操作位。该位与定时寄存器0AH的B7位相同。

B6——定时器5溢出位。该位为1时表示定时器5溢出。

B5——定时器4操作位。该位与定时寄存器08H的B7位相同。

B4——定时器4溢出位。该位为1时表示定时器4溢出。

B3——定时器3操作位。该位与定时寄存器06H的B7位相同。

B2——定时器3溢出位。该位为1时表示定时器3溢出。

B1——定时器2操作位。该位与定时寄存器04H的B7位相同。

B0——定时器2溢出位。该位为1时表示定时器2溢出。

读寄存器02H~0DH说明：

02H和03H分别对应定时器1寄存器的低8位和高8位。

04H和05H分别对应定时器2寄存器的低8位和高8位。

06H和07H分别对应定时器3寄存器的低8位和高8位。

08H和09H分别对应定时器4寄存器的低8位和高8位。

0AH和0BH分别对应定时器5寄存器的低8位和高8位。

0CH和0DH分别对应所述实时时钟模块4寄存器的低8位和高8位。

如图4所示，是本发明电源管理模块的状态图。该电源管理模块的工作过程如下：

芯片初次上电时，所述通讯/控制模块2通过DIO、CLK、STB三个引脚将显示信息写入所述显示/按键扫描模块3的显示寄存器中并存储起来，供所述显示/按键扫描模块3显示用。所述通讯/控制模块2通过DIO、CLK、STB三个引脚将当前时间写入所述实时时钟模块4中，同时将所述实时时钟模块4秒计数器清零，所述实时时钟模块4从当前时间开始计时。所述通讯/控制模块2通过DIO、CLK、STB三个引脚依次将定时器1至定时器5的定时时间及定时操作信息写入所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA 631并存储起来，所述比较器组61时刻比较所述实时时钟模块4与所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA 631，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器62来处理。所述通讯/控制模块2通过DIO、CLK、STB三个引脚依次将红外遥控的操作码写入所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633中，所述遥控接收模块5时刻比较接收到的数据与所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF 633的数据，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器 62来处理。

本发明上电后进入状态（0）；然后主控对所述实时时钟模块4和所述电源管理寄存器63进行初始化进入状态（1）；此时若有Standby按键或红外遥控溢出，则进入状态（2.1）；若有定时器溢出则进入状态（2.2）；状态（2.1）、（2.2）都由主控处理，若主控关闭电源则进入状态（3），否则返回状态（1）；任何状态下掉电后再上电复位都重新回到状态（0）。上述各状态所表示的含义如图4所示。

图5为根据本发明实施例提供的数码管驱动芯片的一种脚位图，但任何脚位的位置、顺序、名称和引脚数目均可依需要修改。

参阅图1、图5和图6，本发明还提供一种家用电器，包括依次连接的电源、电源开关、主控、基于本发明实施例的数码管驱动芯片、红外接收头、晶振、数码管、按键及电容等，其中VDD可以为+5V或其他电压，基于本发明的芯片内部集成有上电复位模块。

综上所述，本发明的实施例集成了晶振/分频模块、通讯/控制模块、显示/按键扫描模块、实时时钟模块、遥控接收模块以及电源管理模块。在传统数码管驱动芯片功能的基础上，还实现了实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机这些用户迫切需要的功能。本发明在实现显示、按键扫描和实时时间显示等功能的同时，还能根据用户的Standby按键操作、红外遥控操作或定时操作来完成对系统的开机、待机控制。并且，系统待机时，主控制芯片可以完全关闭，该驱动芯片可独立完成实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能，从而实现了低功耗待机，达到低碳环保的目的。功能上，本发明可全部实现原有产品的数码显示和按键扫描功能，且增加了实时时间显示、按键开关机、红外遥控开关机、定时开关机等功能；实时时间显示功能使得本发明可以独立提供当前时间显示，无需借助外部电路；定时功能使得本发明可以独立提供用户强大的定时功能，无需借助外部电路；按键开关机或红外遥控开关机功能使得本发明可以独立提供按键或红外遥控待机信号，无需借助外部电路。所有这些新增功能，在满足用户需求的同时，尽可能的由本发明独立实现，整机待机时可以关掉本发明以外的所有电路，为降低整机功耗尤其是降低待机功耗创造了良好条件。

可以由用户自己设定的遥控指令寄存器，也为避免和其他家电或设备的遥控按键冲突提供了可能，增加了用户设置的灵活性。本发明的实施例可广泛用于DVD播放机、机顶盒等家用电器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种数码管驱动芯片，其特征在于，所述数码管驱动芯片集成有晶振/分频模块、通讯/控制模块、显示/按键扫描模块、实时时钟模块、遥控接收模块以及电源管理模块；

所述晶振/分频模块分别与所述通讯/控制模块、所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块、所述遥控接收模块和所述电源管理模块相连，所述通讯/控制模块还分别与所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块、所述电源管理模块相连，所述显示/按键扫描模块还分别与所述实时时钟模块、所述电源管理模块相连，所述电源管理模块还分别与所述实时时钟模块、所述遥控接收模块相连，

所述通讯/控制模块、所述显示/按键扫描模块和所述电源管理模块均接上电复位信号，所述上电复位信号为芯片外部信号或由芯片内部模块产生；

所述电源管理模块集成有比较器组、电源控制器和电源管理寄存器；

所述比较器组分别与所述实时时钟模块、所述电源控制器、所述电源管理寄存器相连，所述电源控制器还分别与所述显示/按键扫描模块、所述遥控接收模块、所述电源管理寄存器相连，所述电源管理寄存器还连接了遥控接收模块；

所述电源管理寄存器包括与所述比较器组相连的电源管理寄存器BYTE1至BYTEA、与所述电源控制器相连的电源管理寄存器BYTE0、与所述遥控接收模块相连的电源管理寄存器BYTED至BYTEF；

所述通讯/控制模块通过DIO、CLK、STB三个通讯引脚接收来自控制电路的用户指令和数据、并根据用户指令将相应数据送给所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块和所述电源管理模块，并且，所述通讯/控制模块还根据用户指令通过所述DIO、CLK、STB三个通讯引脚将所述显示/按键扫描模块、所述实时时钟模块和所述电源管理模块的数据进行输出；

所述通讯/控制模块通过DIO、CLK、STB三个通讯引脚将定时时间及定时操作信息写入所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA并存储起来，所述比较器组比较所述实时时钟模块数据与所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA数据，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器来处理；并且，所述通讯/控制模块通过DIO、CLK、STB三个通讯引脚依次将红外遥控的操作码写入所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF中，所述遥控接收模块时刻比较接收到的数据与所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF数据，相同时产生溢出信号并送给所述电源控制器来处理；并且，所述显示/按键扫描模块实时检测SW1按键操作，并将SW1按键操作信息送给所述电源控制器来处理；

所述电源管理寄存器BYTE1至BYTEA表示BYTE1、BYTE2、BYTE3、BYTE4、BYTE5、BYTE6、BYTE7、BYTE8、BYTE9、BYTEA这10个寄存器；

所述电源管理寄存器BYTED至BYTEF表示BYTED、BYTEE、BYTEF这三个寄存器。

2. 根据权利要求1所述的数码管驱动芯片，其特征在于，所述电源控制器通过改变P_OUT电平来控制所述控制电路的电源的开启与关断。

3.一种家用电器，其特征在于，所述家用电器采用了权利要求1-2中任一项所述的数码管驱动芯片。