CN107493099B - 一种芯片工作模式的设置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片工作模式的设置方法，其包括以下步骤：步骤S1，采用以下任意一种方式实现：(1)在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并外挂一电容到地或到恒压源；(2)在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并内置一电容到地或到恒压源；(3)在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置一电阻到恒压源或到地；(4)在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置恒流源给该电容充电或放电；步骤S2，检测并根据所述电容的电压的上升速率或下降速率，获得相应的工作模式代码，以确定与该工作模式代码所对应的工作模式。本发明节约了芯片的总引脚数，降低了成本，提高了芯片的集成度，简化了应用电路。

Description

一种芯片工作模式的设置方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路，尤其涉及一种芯片工作模式的设置方法。
背景技术
现今社会，智能手机、智能穿戴、平板电脑等移动数码产品蓬勃发展，随着移动数码产品功能的增多，多媒体应用的高耗电量，电池的续航能力远远跟不上时代的节奏。因此出现了可以给所有数码产品充电和供电的便携式电源即移动电源。随着近几年移动电源的发展，产品也越来越多元化，新兴技术上主要往无线充电、太阳能薄膜电池方面深入开发，希望不久的将来在转换效率上能有大的突破。产品上往轻巧化、多功能化方面发展，而且数码产品的丰富多样更是决定了便携式移动电源必需配套其模式工作，例如，有的充电电压为4.2V，有的电压为4.35V；有的需要按键启动，有的需要拨码开关启动；有的需要4颗电量灯，有的需要状态及电量呼吸灯；有的电池充电电流大，有的电池充电电流小等等。
众所周知，在现有技术中，可以通过将已知的所有模式都集成在一个芯片上，从而让一颗芯片满足在移动电源方案中大部分要求。然而，当芯片有多个模式可选的情况下，通常采用数字式的方法来设置配套产品所需要的工作模式，具体来说，就是给每个模式都做一个单独设置引脚，但是这么一来，芯片就需要多个引脚且对应的设置电路，成本较高。当然，也有采用同一个引脚的，但通常只有高电平，低电平或高阻三种状态，只能对应三个模式，而且即使设计成不同电平设置不同模式，也需要为每个电平设计对应的检测电路，因此，芯片电路和成本会更高一些。
由此可见，现有的具备多工作模式的芯片的工作模式设置方法已无法满足使用需求，为此，需要开发一种新的能够利用简易的电路设置配套产品所需要的工作模式的方法来满足使需求。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种芯片工作模式的设置方法，以在具备多个工作模式的芯片中不需要多个引脚或复杂的检测电路即可设置检测选择相对应的工作模式，从而有效节省成本，简化电路，提高芯片集成度。
本发明所述的一种芯片工作模式的设置方法，其包括以下步骤：
步骤S1，采用以下任意一种方式实现：
(1)在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并外挂一电容到地或到恒压源；
(2)在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并内置一电容到地或到恒压源；
(3)在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置一电阻到恒压源或到地；
(4)在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置恒流源给该电容充电或放电；
步骤S2，检测并根据所述电容的电压的上升速率或下降速率，获得相应的工作模式代码，以确定与该工作模式代码所对应的工作模式。
在上述的芯片工作模式的设置方法中，所述步骤S2包括：首先，检测所述电容的电压在第1个预设时间内是否达到第1个预设固定参考电压，并获得第1位代码，然后，检测所述电容的电压在第2个预设时间内是否达到第2个预设固定参考电压，并获得第2位代码，以此类推，直至获得第n位代码，其中，该n位代码组成所述工作模式代码。
在上述的芯片工作模式的设置方法中，所述步骤S2包括：当所述电容的电压在预设时间内达到预设固定参考电压时，获得的代码为1，否则为0。
在上述的芯片工作模式的设置方法中，所述步骤S2包括：检测所述电容的电压在达到预设固定参考电压时所需要的时间，并根据该时间的长短获得相应的n位代码，其中，该n位代码组成所述工作模式代码。
在上述的芯片工作模式的设置方法中，所述步骤S2通过并联在所述芯片的一编码输出端口与所述设置引脚之间的电压比较模块和计时模块实现。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明只需通过一个设置引脚外挂或内置电容以及电阻或恒流源，并利用计时模块和电压比较模块子每一个时间点检测电容的电压或在电容的每一个电压点计算所花的时间，就可以根据检测到的电压或所花的时间把无数个工作模式转换输出成多位数字代码，从而精准地确定所需要的工作模式。这种方法不仅不需要单独为每一个工作模式配备一个引脚，同时还大大减少了设置引脚的检测电路，且该设置引脚只需要在工作模式确定前检测一下，然后关闭之后仍可以给芯片作其它功能复用，因此，有效节约了芯片引脚，从而可以用更少引脚的封装，并且降低了成本，提高了芯片的集成度，简化了应用电路。
附图说明
图1-24分别是实现本发明一种芯片工作模式的设置方法的不同的电路结构示意图；
图25是本发明一种芯片工作模式的设置方法的一种实施例的工作时序图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
请参阅图1-24，；本发明，即一种芯片工作模式的设置方法，包括以下步骤：
步骤S1，采用以下任意一种方式实现：
(1)在芯片的设置引脚上外挂一电阻R到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)或到地(或参考电压地)，并外挂一电容C(或参考电压地)到地或到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)(具体可如图1-6所示)；
(2)在芯片的设置引脚上外挂一电阻R到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)或到地(或参考电压地)，并内置一电容C到地(或参考电压地)或到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)(具体可如图7-12所示)；
(3)在芯片的设置引脚上外挂一电容C到地(或参考电压地)或到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)，并内置一电阻R到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)或到地(或参考电压地)(具体可如图13-18所示)；
(4)在芯片的设置引脚上外挂一电容C到地(或参考电压地)或到恒压源(例如：电源电压VCC、参考电压等)，并内置恒流源Icc给该电容C充电或放电(具体可如图19-24所示)；
步骤S2，检测并根据电容C的电压的上升速率或下降速率(例如，当步骤S1采用方式(1)实现时，电容C的电压的上升速率或下降速率可以由电阻R的阻值、电容C的容值来控制；当步骤S1采用方式(2)实现时，电容C的电压的上升速率或下降速率可以由电阻R的阻值来控制；当步骤S1采用方式(3)、(4)实现时，电容C的电压的上升速率或下降速率可以由电容C的容值来控制)，获得相应的工作模式代码(即，根据电容C的电压的上升速率或下降速率所处的阶段来确定相应的工作模式代码，因为，根据电容C的充放电的快慢会得到很多种曲线，根据这些曲线可以确定对应的工作模式)，以确定与该工作模式代码所对应的工作模式(可预先定义好工作模式代码所对应的工作模式)，从而使芯片工作在该工作模式下。
具体来说，上述步骤S2有两种实现方式：
第一种：步骤S2包括：首先，检测电容C的电压在第1个预设时间(例如T或0.5T)内是否达到第1个预设固定参考电压，并获得第1位代码(例如二进制数字代码)，然后，检测电容C的电压在第2个预设时间(例如2T或1.5T)内是否达到第2个预设固定参考电压，并获得第2位代码，以此类推，直至获得第n位代码，其中，该n位代码组成了工作模式代码；在本实施例中，当电容C的电压在预设时间内达到预设固定参考电压时，获得的代码为1，否则为0(代码0和1设置为反相或者类似代表状态的正负电平等)。
第二种，步骤S2包括：检测电容C的电压在达到预设固定参考电压时所需要的时间T，并根据该时间T的长短获得相应的n位代码(n≥1)，其中，该n位代码组成了上述工作模式代码。
上述n可以根据需要的工作模式的个数来确定。
在本实施例中，步骤S2可以通过并联在芯片的一编码输出端口与设置引脚之间的电压比较模块11和计时模块12实现，其中，电压比较模块11用于检测电容C的电压并将其与预设固定参考电压比较，计时模块12用于计算时间。当然，也可以利用其它类似等效变化的模块，例如利用电压跟随器跟随电压，利用秒表等计算时间。
以图1为例，该方法通过并联在编码输出端口与设置引脚之间的电压比较模块11和计时模块12，检测电容C在各个时间段的电压，根据各时间段的电压输出数字代码确定所需的工作模式，其中，设置引脚外挂电容C到地，并且外挂电阻R到电源电压VCC，该电源电压VCC通过电阻R给电容C充电，即通过恒压源给电容充电，设置引脚的电压大小等于电容C的电压Vc，该电容C的电压Vc与时间t的关系如下：
Figure BDA0001385853730000051
其中，e是自然对数的底数；
由此可见，在图1的实施例中，通过调整电阻R和电容C的值，可以控制电容电压的变化速率，并且通过电压比较模块11和计时模块12可以检测电容C在不同时间点的电压，或者达到不同电压点所需的时间。
同理，若由恒流源通过恒定电流Icc给电容C充电，则电容C的电压Vc和时间t的关系如下：
Figure BDA0001385853730000052
由此可见，在这种情况下，通过调整电容C的值，即可控制电容电压的变化速率。
再如图25所示，设置引脚通过电压比较模块11检测在计时模块12提供的时间T时电容C上的电压，并与固定参考电压1/4VCC比较，若电容C上的电压小于1/4VCC，则计时模块12给予信号0，反之电压比较模块11给予信号1；接着设置引脚通过电压比较模块11检测在时间2T时电容C上的电压，并与固定参考电压1/3VCC比较，若电容C上的电压小于1/3VCC，则计时模块12给予信号0，反之电压比较模块11给予信号1；再接着设置引脚通过电压比较模块11检测在时间3T时电容C上的电压，并与固定参考电压1/2VCC比较，若电容C上的电压大于1/2VCC，则由电压比较模块11给予信号1，反之计时模块12给予信号0；再接着设置引脚通过电压比较模块11检测在时间4T时电容C上的电压，并与固定参考电压3/4VCC比较，若电容C上的电压大于3/4VCC，则电压比较模块11给予信号1，反之计时模块12给予信号0；由此得到0011数字代码，定义好代码对应的模式，设置不同的RC值，可以得到不同的数字代码，也就设置好了所需要的工作模式。n个电压比较点可以得到2n组代码，因此理论上可以实现无数个模式的设置，同时减少了电压比较模块的组数，例如本例只需要4组电压比较模块即可实现16组芯片工作模式的设置。
再例如，设置引脚在电压比较模块11检测到电容C上的电压到达固定参考电压3/4VCC时，读取计时模块12的时间T，定义好不同时间T对应的多位代码，根据需要的工作模式个数来设定对应的代码位数，即可由计时模块12直接输出对应的数字代码(比如读取的时间T1为代码0000，时间T2为代码0001，时间T3为代码0010等)；此时，调整电容值或电阻值，计时模块12可以得到不同时间，根据时间对应的数字代码，可以确定所需的工作模式，最终使芯片工作在对应模式。另外，读取的计时模块12的时间T，理论上可设计成无数个时间段，因此理论上实现了无数个模式的设置。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1、通过采用检测电容电压上升速率或下降速率(多个电压点/时间)的方法来记录信号然后转换为数字代码，从而可以精确地检测出所需要的工作模式，实现工作模式的可靠确定。
2、通过采用单个设置引脚检测电容电压的方法，且该设置引脚在检测完毕可复用，从而节省了芯片的引脚个数，由于不需要传统检测的多个引脚，因此降低了成本，提高了芯片的集成度，简化了应用电路。
3、本发明特别适合多种模式下的检测，通过细分电压点和时间点，理论上可以实现无数个工作模式的确定。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (2)

1.一种芯片工作模式的设置方法，其特征在于，所述芯片具备多个工作模式且只需一个设置引脚，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，采用以下任意一种方式实现：
（1）在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并外挂一电容到地或到恒压源；
（2）在芯片的设置引脚上外挂一电阻到恒压源或到地，并内置一电容到地或到恒压源；
（3）在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置一电阻到恒压源或到地；
（4）在芯片的设置引脚上外挂一电容到地或到恒压源，并内置恒流源给该电容充电或放电；
所述电容的电压的上升速率或下降速率通过所采用的实现方式以及所述电阻或所述电容的值来控制；
步骤S2，在所述芯片的一编码输出端口与所述设置引脚之间并联电压比较模块和计时模块，并根据所述电压比较模块和所述计时模块检测所述电容的电压的上升速率或下降速率，获得相应的工作模式代码，以确定与该工作模式代码所对应的工作模式，使芯片切换为对应的工作模式；设置引脚在工作模式确定并关闭后，其仍给芯片作其它功能复用；
所述步骤S2包括：首先，检测所述电容的电压在第1个预设时间内是否达到第1个预设固定参考电压，并获得第1位代码，然后，检测所述电容的电压在第2个预设时间内是否达到第2个预设固定参考电压，并获得第2位代码，以此类推，直至获得第n位代码，其中，该n位代码组成所述工作模式代码；由此，通过n个预设固定参考电压能够得到2n组工作模式代码。
2.根据权利要求1所述的芯片工作模式的设置方法，其特征在于，所述步骤S2包括：当所述电容的电压在预设时间内达到预设固定参考电压时，获得的代码为1，否则为0。
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