CN103713726A - 一种具有省电工作模式的单片机系统 - Google Patents
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Abstract
一种具有省电工作模式的单片机系统，包括中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、定时器和第一时钟电路，其中，所述单片机系统包括正常工作模式和省电工作模式。本发明所提供的具有省电工作模式的单片机系统中提供了省电工作模式，从而既使得单片机系统的耗电量达到最低，又使得从省电工作模式恢复到正常工作模式的时间更短。
Description
技术领域
本发明涉及一种单片机系统，更具体地，涉及一种具有省电工作模式的单片机系统。
背景技术
随着单片机技术的日趋成熟，单片机系统的功能的不断增强，单片机系统的外接设备也在不断丰富和增多，因此导致系统的耗电量也在不断增大。但是，一方面，对单片机系统的可移动特性和便携性的要求在不断增高，这就需要单片机系统省电以支持长时间的续航待机；另一方面，节能减排已成为当今世界的共识，势必需要具有省电工作模式的单片机系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有省电工作模式的单片机系统。
本发明提供的具有省电工作模式的单片机系统，具体的技术方案如下：
一种具有省电工作模式的单片机系统，包括中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、定时器和第一时钟电路，其中，所述单片机系统包括正常工作模式和省电工作模式。
优选地，所述单片机系统还包括供电模块和充电控制芯片，所述供电模块包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电模块分别与外接电源和充电电池相连接；正常工作模式下，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第一供电电路向单片机系统供电，同时充电控制芯片控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第一供电电路向单片机系统供电，并且使用所述第一时钟电路向单片机系统提供时钟信号；省电工作模式下，所述第一供电电路停止工作，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第二供电电路向单片机系统供电，同时所述充电控制芯片控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第二供电电路向单片机系统供电，而且所述第二供电电路提供的电压低于所述第一供电电路提供的电压，此外，在省电工作模式下还从只读存储器中读取需要的指令和数据，并将所读取的需要的指令和数据存储到随机存取存储器中，所述只读存储器停止工作。
优选地，所述充电控制芯片包括第二时钟电路，所述第二时钟电路用于向所述充电控制芯片提供时钟信号，且所述第二时钟电路的时钟信号频率低于所述第一时钟电路的时钟信号频率；若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第一预定时间时，所述单片机系统未由省电工作模式切换至正常工作模式，则使得所述第一时钟电路停止工作，并使用所述第二时钟电路向单片机系统提供时钟信号。
优选地，所述单片机系统还包括休眠模式，若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第二预定时间，所述第二预定时间大于所述第一预定时间，则所述单片机系统进入休眠模式，将随机存取存储器中存储的指令和数据存储到只读存储器中，并使所述中央处理器、只读存储器和随机存取存储器停止工作，使用所述第二时钟电路为定时器提供时钟信号。
优选地，所述单片机系统还包括串行通信总线，省电工作模式下，串行传输数据以间断传输的方式经串行通信总线传输。
优选地，所述单片机系统还包括欠压复位模块，省电工作模式下，欠压复位模块停止工作。
优选地，所述第一时钟电路的频率为3 MHz -24MHz。
本发明提供的具有省电工作模式的单片机系统的有益效果在于：省电工作模式既使单片机系统的耗电量达到最低，又使得从省电工作模式恢复到正常工作模式的时间更短。
附图说明
图1为本发明所提供的具有省电工作模式的单片机系统的示意图。
其中附图标记101－中央处理器；102－随机存取存储器；103－只读存储器；104－定时器；105－第一时钟电路；200－供电模块；300－充电控制芯片；301－第二时钟电路。
具体实施方式
现结合附图将本发明做进一步的说明。
如图1示出了本发明所提供的具有省电工作模式的单片机系统的示意图。一种具有省电工作模式的单片机系统，包括中央处理器101、随机存取存储器102、只读存储器103、定时器104和第一时钟电路105，其中，所述单片机系统包括正常工作模式和省电工作模式。
优选地，所述单片机系统还包括供电模块200和充电控制芯片300，所述供电模块200包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电模块200分别与外接电源和充电电池相连接；正常工作模式下，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第一供电电路向单片机系统供电，同时充电控制芯片300控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第一供电电路向单片机系统供电，并且使用所述第一时钟电路105向单片机系统提供时钟信号；省电工作模式下，所述第一供电电路停止工作，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第二供电电路向单片机系统供电，同时所述充电控制芯片300控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第二供电电路向单片机系统供电，而且所述第二供电电路提供的电压低于所述第一供电电路提供的电压，此外，在省电工作模式下还从只读存储器103中读取需要的指令和数据，并将所读取的需要的指令和数据存储到随机存取存储器102中，所述只读存储器103停止工作。
在省电工作模式中，一方面，由于所述第二供电电路提供的电压低于所述第一供电电路提供的电压，从而使得第二供电电路的耗电量也较第一供电电路的耗电量更小，而且单片机系统基于第二供电电路提供的较低的电压也获得了更小的耗电量，比如，第一供电电路提供5v或3.3v的电压，而第二供电电路提供3v、2v甚至1.8v的电压；另一方面，将所需的指令和数据全部存储到随机存取存储器102中，而只在随机存取存储器102中进行指令和数据的读写，即中央处理器101无需与只读存储器103之间进行数据交换（这样比较耗电），因此也能够获得较低的耗电量；此外，所需的指令和数据全部存储到随机存取存储器102中，同时也使得单片机系统被唤醒时即由省电工作模式进入正常工作模式切换时的所需要的时间更短，速度更快。
优选地，所述充电控制芯片300包括第二时钟电路301，所述第二时钟电路301用于向所述充电控制芯片300提供时钟信号，且所述第二时钟电路301的时钟信号频率低于所述第一时钟电路105的时钟信号频率；若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第一预定时间时，所述单片机系统未由省电工作模式切换至正常工作模式，则使得所述第一时钟电路105停止工作，并使用所述第二时钟电路301向单片机系统提供时钟信号。
若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第一预定时间时，所述单片机系统未由省电工作模式切换至正常工作模式，也就是说，该单片机系统可能会在未来的一段时间内不会进行正常工作，因此可以进行进一步的省电配置，本发明中的充电控制芯片300也包括时钟电路即第二时钟电路301，第二时钟电路301的时钟信号频率低于所述第一时钟电路105的时钟信号频率，比如第一时钟电路105的时钟信号频率可在MHz的数量级（例如4MHz），而第二时钟电路301的时钟信号频率则在kHz的数量级（例如32kHz），本发明借用充电控制芯片300的第二时钟电路301来替代第一时钟电路105，这样使得系统的工作频率大大降低，大大的降低了系统的耗电量，另外，借用充电控制芯片300的第二时钟电路301也使得系统成本较低，无需使用额外的时钟电路。
优选地，所述单片机系统还包括休眠模式，若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第二预定时间，所述第二预定时间大于所述第一预定时间，则所述单片机系统进入休眠模式，将随机存取存储器102中存储的指令和数据存储到只读存储器103中，并使所述中央处理器101、只读存储器103和随机存取存储器102停止工作，使用所述第二时钟电路301为定时器104提供时钟信号。
本发明中，若单片机系统进入省电工作模式下的时间较长，即短时间内被唤醒而进入正常工作模式的可能性较低，因此在超过第二预定时间时，单片机系统进入休眠模式，将所有的指令和数据都存储到只读存储器103中，并使所述中央处理器101、只读存储器103、随机存取存储器102停止工作，这样可以是单片机系统的耗电量降至最低。另外，所述第二时钟电路301为定时器104提供时钟信号，单片机系统可在定时器104到预设的时间时切换到正常工作模式，或者在收到中断时切换到正常工作模式。
优选地，所述单片机系统还包括串行通信总线，省电工作模式下，串行传输数据以间断传输的方式经串行通信总线传输。间断传输的方式比起持续传输能够更好的节约电能，降低数据传输的耗电量。
优选地，所述单片机系统还包括欠压复位模块，省电工作模式下，欠压复位模块停止工作。在省电工作模式下使得欠压复位模块停止工作，可以使得单片机系统的耗电量进一步降低。
优选地，所述第一时钟电路105的频率为3 MHz -24MHz。
优选地，所述单片机系统还包括中断电路、输入电路和输出电路等。
优选地，当充电电池的电量低于预定阈值时，所述充电控制芯片300控制充电电池进行充电。预定阈值例如可以是满电量的20%。
本发明提供的具有省电工作模式的单片机系统，提供了省电工作模式，既使单片机系统的耗电量达到最低，又使得从省电工作模式恢复到正常工作模式的时间更短。
当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (7)
1. 一种具有省电工作模式的单片机系统，包括中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、定时器和第一时钟电路，其特征在于：所述单片机系统包括正常工作模式和省电工作模式。
2. 如权利要求1所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述单片机系统还包括供电模块和充电控制芯片，所述供电模块包括第一供电电路和第二供电电路，所述供电模块分别与外接电源和充电电池相连接；正常工作模式下，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第一供电电路向单片机系统供电，同时充电控制芯片控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第一供电电路向单片机系统供电，并且使用所述第一时钟电路向单片机系统提供时钟信号；省电工作模式下，所述第一供电电路停止工作，当所述外接电源导通时，所述外接电源通过所述第二供电电路向单片机系统供电，同时所述充电控制芯片控制所述外接电源对所述充电电池的充电，当所述外接电源断开时，所述充电电池通过所述第二供电电路向单片机系统供电，而且所述第二供电电路提供的电压低于所述第一供电电路提供的电压，此外，在省电工作模式下还从只读存储器中读取需要的指令和数据，并将所读取的需要的指令和数据存储到随机存取存储器中，所述只读存储器停止工作。
3. 如权利要求2所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述充电控制芯片包括第二时钟电路，所述第二时钟电路用于向所述充电控制芯片提供时钟信号，且所述第二时钟电路的时钟信号频率低于所述第一时钟电路的时钟信号频率；若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第一预定时间时，所述单片机系统未由省电工作模式切换至正常工作模式，则使得所述第一时钟电路停止工作，并使用所述第二时钟电路向单片机系统提供时钟信号。
4. 如权利要求3所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述单片机系统还包括休眠模式，若所述单片机系统进入所述省电工作模式下的时间超过第二预定时间，所述第二预定时间大于所述第一预定时间，则所述单片机系统进入休眠模式，将随机存取存储器中存储的指令和数据存储到只读存储器中，并使所述中央处理器、只读存储器和随机存取存储器停止工作，使用所述第二时钟电路为定时器提供时钟信号。
5. 如权利要求1所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述单片机系统还包括串行通信总线，省电工作模式下，串行传输数据以间断传输的方式经串行通信总线传输。
6. 如权利要求1所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述单片机系统还包括欠压复位模块，省电工作模式下，欠压复位模块停止工作。
7. 如权利要求1所述的具有省电工作模式的单片机系统，其特征在于：所述第一时钟电路的频率为3MHz-24MHz。
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