CN102298955B - 一种报警音芯片、内部电路及其应用电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种报警音芯片、内部电路及其应用电路，芯片包括基体、模式输入引脚、接地引脚和输出引脚，模式输入引脚、接地引脚和输出引脚分别设置在基体上，并与基体内相应的电路电连接，芯片内集成了内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元等，应用电路包括报警音芯片、扬声器和电子控制开关，报警触发信号输入报警音芯片的模式输入引脚，报警音芯片的接地引脚接地，报警音芯片的输出引脚通过电子控制开关控制扬声器发声。本发明可大大降低本发明的引脚数量和封装成本，而且其仅需少量的外围元件，就可以实现报警，应用电路简单，容易实现。

Description

一种报警音芯片、内部电路及其应用电路

技术领域

    本发明公开一种报警音芯片、内部电路及其应用电路，特别是一种接口引脚少、使用简单方便的报警音芯片、内部电路及其应用电路。

背景技术

    随着科学的发展，警报音电路在人们的日常生活中应用越来越广泛，不胜枚举，现有的警报音电路的形式也是多种多样，而且应用领域十分广泛。其中比较大的用途，也是人们常见的用途就是应用于汽车，摩托车防盗上。目前，警报音电路主要有二种，一种是采用MCU实现，其功能灵活，可靠性好，但是成本高；另一种是专用的集成电路实现，其功能齐全，可靠性好，但是其缺点就是外围元件多，引脚多，封装成本较高，且应用电路复杂。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的外围元件多、引脚多、封装成本高等缺点，本发明提供一种新的警报音及其内部电路和应用电路，本发明的报警音芯片内部集成了稳压电路、振荡器、复位电路、主时钟电路、音调控制电路和输出逻辑电路等，使得本发明仅需要三个引脚，采用TO-92封装形式，配合极少的外围电路，即可实现报警功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种报警音芯片，芯片包括基体、模式输入引脚、接地引脚和输出引脚，模式输入引脚、接地引脚和输出引脚分别设置在基体上，并与基体内相应的电路电连接。

本发明同时提供上述报警音芯片的内部电路，内部电路包括内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元，内置复位单元连接在时钟单元上，输入模式选择单元输入信号给时钟单元，时钟单元输出时钟信号给音调控制单元，音调控制单元输出控制信号给节奏控制单元，节奏控制单元输出控制信号给状态控制单元，状态控制单元输出控制信号给存储单元，存储单元分别输出信息给音调控制单元和节奏控制单元，音调控制单元输出信号给输出逻辑单元，输出逻辑单元输出报警信号。

同时，本发明还提供上述报警音芯片的应用电路，应用电路包括报警音芯片、扬声器和电子控制开关，报警触发信号输入报警音芯片的模式输入引脚，报警音芯片的接地引脚接地，报警音芯片的输出引脚通过电子控制开关控制扬声器发声。

同时，本发明还提供上述报警音芯片的另一种应用电路，应用电路包括报警音芯片和扬声器，报警触发信号输入报警音芯片的模式输入引脚，报警音芯片的接地引脚接地，报警音芯片的输出引脚直接驱动扬声器发声。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的稳压单元采用六个串联连接的二极管构成。

所述的内置复位单元采用混联的MOS管构成，MOS管Q2和MOS管Q3串联连接，MOS管Q2和MOS管Q3的栅极与MOS管Q1的栅极短接在一起，MOS管Q1的源极和漏极短接在一起，并与模式输入引脚连接，MOS管Q4和MOS管Q5串联连接，MOS管Q4与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q5接地，MOS管Q4和MOS管Q5栅极连接在一起，并与模式输入引脚连接，MOS管Q8的栅极与MOS管Q3连接，MOS管Q8的源极和漏极短接，并接地，MOS管Q8的栅极通过串联连接的反相器U34-A和反相器U35-A输出复位信号。

所述的电子控制开关采用三极管，报警音芯片的输出引脚连接在三极管的基极上，扬声器与三极管串联连接。

本发明的有益效果是：本发明在内部集成了内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元等电路，可大大降低本发明的引脚数量和封装成本，而且其仅需少量的外围元件，就可以实现报警，应用电路简单，容易实现。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明内部电路方框图。

图2为本发明内部电路中稳压单元电路原理图。

图3为本发明内部电路中振荡器电路原理图。

图4为本发明内部电路中内置复位单元电路原理图。

图5为本发明内部电路中输入模式选择单元原理图一。

图6为本发明内部电路中输入模式选择单元原理图二。

图7为本发明内部电路中状态控制单元电路原理图。

图8为本发明应用电路原理图。

图9为本发明应用电路实施例二原理图。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

本发明主要为一种报警音芯片，其包括基体、模式输入引脚、接地引脚和输出引脚，其中，模式输入引脚、接地引脚和输出引脚分别设置在基体上，并与基体内相应的电路电连接。本发明中，芯片的内部电路主要包括内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元，内置复位单元连接在时钟单元上，输入模式选择单元输入信号给时钟单元，时钟单元输出时钟信号给音调控制单元，音调控制单元输出控制信号给节奏控制单元，节奏控制单元输出控制信号给状态控制单元，状态控制单元输出控制信号给存储单元，存储单元分别输出信息给音调控制单元和节奏控制单元，音调控制单元输出信号给输出逻辑单元，输出逻辑单元输出报警信号。

本实施例中，内置复位单元主要为逻辑电路和时序电路提供复位信号，当复位电路输出高电平时，本发明中的芯片正常工作。请参看附图4，本实施例中，内置复位单元采用混联的MOS管构成，MOS管Q2和MOS管Q3串联连接，MOS管Q2和MOS管Q3的栅极与MOS管Q1的栅极短接在一起，MOS管Q1的源极和漏极短接在一起，并与模式输入引脚连接，即电路中的VDD（电源），MOS管Q4和MOS管Q5串联连接，MOS管Q4与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q5接地，MOS管Q4和MOS管Q5栅极连接在一起，并与模式输入引脚连接，即电路中的VDD（电源），MOS管Q8的栅极与MOS管Q3连接，MOS管Q8的源极和漏极短接，并接地，MOS管Q8的栅极通过串联连接的反相器U34-A和反相器U35-A输出复位信号。本实施例中，初始时，MOS管Q8的栅极电压为0V，电压上升，MOS管Q2的栅端紧跟随VDD，MOS管Q4和MOS管Q5的栅压（即VDD）要超过阈值电压，MOS管Q4和MOS管Q5才能提供负电荷充电通路，由于MOS管Q4和MOS管Q5是倒比管，充电电流非常小，充电缓慢，直到MOS管Q1栅压低于电压VTHP（假设此段延时时间为t1），此时MOS管Q3和MOS管Q2开启，电源向MOS管Q8栅极充正电荷，同样MOS管Q2和MOS管Q3为倒比管，充电电流非常小，充电很缓慢，直到电压达到反相器U34-A反相器的翻转阈值（假设此段延时时间为t2）。低电平复位状态的时间t=t1+t2，MOS管Q8栅电压最终上升到VDD，进入正常工作状态。请参看附图2，本实施例中，稳压模块用于产生恒定的内部电源，给其他内部电路模块供电，本实施例中，稳压模块采用六个串联连接的二极管构成，由于二极管的节电压约为0.7V左右，所以，本发明中六个串联的二极管决定内部电源的最高电压为0.7*6=4.2V左右，当外部电源电压高于4.2V时，内部电源电压会被稳定在4.2V左右；当外部电源电压低于4.2V，内部电源电压近似等于外部电源电压。请参看附图3，本实施例中的时钟单元采用振荡器电路实现，时钟单元通过输入模式选择模块的输入选择来决定芯片工作的时钟源，当芯片处于测试模式时，屏蔽内部的振荡器，此时芯片的时钟可由外部灌入；当芯片处于单音或多音工作模式时，该模块输出的频率为内部振荡器频率。本实施例中，振荡器电路主要包括偏置模块、充电电压比较器、比较器和模式选择模块，本实施例中，偏置模块采用多个MOS管混联的形式，其电路形式如图中A方框中电路所示，本实施例中，充电电压比较器设有两个，两个充电电压比较器并联连接，本实施例中，充电电压比较器的电路结构分别如方框B和方框C中所示，本实施例中，比较器电路结构如方框D中所示，比较器为RS触发器形式，经过RS触发器生成OSC的高电平和低电平，高电平由方框C中的充电电压比较器的低电平和方框B中的充电电压比较器的高电平决定，低电平由方块B中的充电电压比较器的低电平决定。本实施例中，模式选择模块如方框E中所示，正常工作时，内部OSC为芯片工作时钟源；测试模式时，可灌入外部时钟信号，作为芯片工作时钟源。请参看附图5和附图6，本实施例中，输入模式选择单元连接在芯片的输入端上，可以通过改变输入，调整芯片的工作模式，本实施例中，芯片根据实际需要共有3种工作模式：测试模式、单音工作模式和多音(本实施例中，多音模式设计为6音，具体实施时，也可以设计成其他数量的音节)工作模式。本实施例中，音调控制单元采用7位可编程计数器实现，音调控制单元的计数时钟为系统时钟，当计数器的计数数值由126递减至ROM输出的值时（本实施例中，输入不同时，ROM有不同的输出，输出的两个7位二进制数，分别用于控制音调和节奏。），音调控制单元输出信号，音调控制单元输出的信号提供给节奏控制单元和输出逻辑单元。本实施例中的节奏控制单元也采用7位可编程计数器实现，节奏控制单元的计数时钟为音调控制单元的输出信号，当节奏控制单元计数的数值由126递减至ROM输出的值时（本实施例中，输入不同时，ROM有不同的输出，输出的两个7位二进制数，分别用于控制音调和节奏。），节奏控制单元输出信号，节奏控制单元输出的信号提供给状态控制单元。请参看附图7，本实施例中，状态控制单元（即状态机单元）采用三个D触发器配合六个三输入与非门形成，本实施例中，状态控制单元能控制得到6中音调输出，即每个三输入与非门输出一种音调，本实施例中，三个D触发器形成计数器，输入信号为节奏控制模块的输出信号的分频，即当节奏模块计数到一定次数时，状态机跳转到下一个状态，通过计数的不同，控制输出音调的不同，状态机的值为3位的2进制数，从低位至高位分别为D触发器A、D触发器B、D触发器C的Q端的值，其中

000[初始态，Voice1]  ----第一种声音循环16次时，进入第二种声音；

001[Voice2]          ----第二种声音循环16次时，进入第三种声音；

010[Voice3]          ----第三种声音循环4次时，进入第四种声音；

011[Voice4]          ----第四种声音循环2次时，进入第五种声音；

110[Voice5]          ----第五种声音循环8次时，进入第六种声音；

111[Voice6]          ----第六种声音循环8次时，回到第一种声音；

状态控制单元可以根据节奏控制单元输入的信号，经过状态机单元控制得到6种音调输出状态，传输给输出逻辑单元。本实施例中输出逻辑单元根据状态控制单元传输的信号对音调控制里输出的信号进行处理后，输出警报音给芯片的输出引脚。本实施例中，存储单元采用ROM，本实施例中的ROM模块包括24条输入字线和14条输出位线。输入24条字线中，有16条字线接字线地址译码器、8条字线接位线地址译码器，其中，状态控制单元中的状态机输出经过译码电路输出给16条字线，状态控制单元中的分频器输出经过位地址译码器输出给8条字线。输出14条位线中，7条位线输出给节奏控制单元、7条位线输出给音调控制单元，本实施例中，存储单元通过不同的工作状态来解码得到需要的报警音的节奏与音调。

请参看附图8，本发明的芯片在使用时，将芯片的输入引脚连接在信号输入端（即模式输入引脚）上，本实施例中，信号通过二极管D1和电阻R2输入芯片，芯片的接地引脚接地，芯片的输出引脚连接在电子开关上，通过电子开关驱动扬声器，本实施例中，电子控制开关采用三极管U1，芯片的输出引脚连接在三极管U1的基极上，三极管U1与扬声器串联连接，通过三极管U1驱动扬声器。

请参看附图9，本发明的芯片在使用时还有另一种实现方式，将芯片的输入引脚连接在信号输入端（即模式输入引脚）上，本实施例中，信号通过二极管D1和电阻R2输入芯片，芯片的接地引脚接地，芯片的输出引脚直接驱动扬声器。

本发明在内部集成了内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元等电路，可大大降低本发明的引脚数量和封装成本，而且其仅需少量的外围元件，就可以实现报警，应用电路简单，容易实现。

Claims (2)

1.一种报警音芯片的内部电路，所述的芯片包括基体、模式输入引脚、接地引脚和输出引脚，模式输入引脚、接地引脚和输出引脚分别设置在基体上，并与基体内相应的电路电连接，其特征是：所述的内部电路包括内置复位单元、稳压单元、时钟单元、输入模式选择单元、音调控制单元、节奏控制单元、状态控制单元、存储单元和输出逻辑单元，内置复位单元连接在时钟单元上，输入模式选择单元输入信号给时钟单元，时钟单元输出时钟信号给音调控制单元，音调控制单元输出控制信号给节奏控制单元，节奏控制单元输出控制信号给状态控制单元，状态控制单元输出控制信号给存储单元，存储单元分别输出信息给音调控制单元和节奏控制单元，音调控制单元输出信号给输出逻辑单元，输出逻辑单元输出报警信号，所述的内置复位单元采用混联的MOS管构成，MOS管Q2和MOS管Q3串联连接，MOS管Q2和MOS管Q3的栅极与MOS管Q1的栅极短接在一起，MOS管Q1的源极和漏极短接在一起，并与模式输入引脚连接，MOS管Q4和MOS管Q5串联连接，MOS管Q4与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q5接地，MOS管Q4和MOS管Q5栅极连接在一起，并与模式输入引脚连接，MOS管Q8的栅极与MOS管Q3连接，MOS管Q8的源极和漏极短接，并接地，MOS管Q8的栅极通过串联连接的反相器U34-A和反相器U35-A输出复位信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征是：所述的稳压单元采用六个串联连接的二极管构成。

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