CN107942821B - 一种电池供电系统深度休眠控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池供电系统深度休眠控制装置，其包括有射频读头、射频芯片、第一升压开关电路、主控芯片和第二升压开关电路，所述第一升压开关电路的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路的输出端连接于主控芯片的电源端，所述第一升压开关电路的控制端连接于所述射频芯片和主控芯片；所述第二升压开关电路的输入端连接于第一升压开关电路的输出端，所述第二升压开关电路的输出端连接于射频芯片的电源端，所述第二升压开关电路的控制端连接于主控芯片，所述主控芯片的数据端与射频芯片的数据端相连接。本发明能实现系统在长时间不工作时进入深度休眠状态，从而降低电能消耗、延长系统工作时间。
Description
技术领域
本发明涉及有源卡通信系统的低功耗控制装置，尤其涉及一种电池供电系统深度休眠控制装置及方法。
背景技术
随着内置锂电池的双界面有源卡(RFID卡、CPC卡等)的拓展使用，其内置电池的使用效率成为该类卡生产以及生命周期的技术瓶颈。出于安全性和密封性的考虑，该类卡一般采用超声封胶措施，无法更换电池，因此对该类卡的内置电池有效使用管理，能够延长卡片生命周期的问题显得尤为重要，但是此类卡在使用过程中存在长时间不使用的空闲期，而针对该空闲期无法实现低电流或无电流消耗，不能满足市场需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种电池供电系统深度休眠控制装置及方法，使得系统在长时间不工作时进入深度休眠状态，从而降低电能消耗、延长系统工作时间。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种电池供电系统深度休眠控制装置，其包括有射频读头、射频芯片、第一升压开关电路、主控芯片和第二升压开关电路，其中：所述射频读头用于向射频芯片辐射场强信号，以及写入或擦除射频芯片的EEPROM中的上掉电标志位；所述第一升压开关电路的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路的输出端连接于主控芯片的电源端，所述第一升压开关电路的控制端连接于所述射频芯片和主控芯片；所述第二升压开关电路的输入端连接于第一升压开关电路的输出端，所述第二升压开关电路的输出端连接于射频芯片的电源端，所述第二升压开关电路的控制端连接于主控芯片，所述主控芯片的数据端与射频芯片的数据端相连接；所述射频芯片用于接收场强信号并控制第一升压开关电路导通，使得主控芯片上电，所述主控芯片用于：在上电后向第一升压开关电路发送电信号，以令所述第一升压开关电路保持导通；当所述射频读头停止向射频芯片辐射场强信号时，所述主控芯片控制第二升压开关电路导通，并在射频芯片上电后，读取所述射频芯片的EEPROM中的上掉电标志位；对上掉电标志位进行判断，若上掉电标志位置起，则所述主控芯片控制第一升压开关电路保持导通并将第二升压开关电路关断，若上掉电标志位未置起，则控制第一升压开关电路关断，该主控芯片掉电而进入深度休眠状态。
优选地，所述射频读头为13.56MHz射频读头。
优选地，所述射频芯片与第一升压开关电路之间设有第一二极管，所述第一二极管的阳极连接于射频芯片，所述第一二极管的阴极连接于第一升压开关电路的控制端。
优选地，所述主控芯片与第一升压开关电路之间设有第二二极管，所述第二二极管的阳极连接于主控芯片，所述第二二极管的阴极连接于第一升压开关电路的控制端。
优选地，所述主控芯片为单片机。
优选地，所述射频芯片为双界面芯片。
一种电池供电系统深度休眠控制方法，该方法基于一装置实现，所述装置包括有射频读头、射频芯片、第一升压开关电路、主控芯片和第二升压开关电路，所述第一升压开关电路的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路的输出端连接于主控芯片的电源端，所述第一升压开关电路的控制端连接于所述射频芯片，所述第二升压开关电路的输入端连接于第一升压开关电路的输出端，所述第二升压开关电路的输出端连接于射频芯片的电源端，所述第二升压开关电路的控制端和第一升压开关电路的控制端分别连接于主控芯片，所述主控芯片的数据端与射频芯片的数据端相连接，所述方法包括如下步骤：步骤S1，所述射频读头用于向射频芯片辐射场强信号；步骤S2，所述射频芯片接收场强信号并控制第一升压开关电路导通；步骤S3，所述主控芯片上电启动，向第一升压开关电路发送电信号，以令所述第一升压开关电路保持导通；步骤S4，所述射频读头利用所述场强信号写入或擦除射频芯片的EEPROM中的上掉电标志位；步骤S5，当所述射频读头停止向射频芯片辐射场强信号时，所述主控芯片控制第二升压开关电路导通；步骤S6，所述射频芯片上电，所述主控芯片读取所述射频芯片的EEPROM中的上掉电标志位，并对上掉电标志位进行判断：若上掉电标志位置起，则执行步骤S7，若上掉电标志位未置起，则执行步骤S8；步骤S7，所述主控芯片控制第一升压开关电路保持导通并将第二升压开关电路关断；步骤S8，所述主控芯片控制第一升压开关电路关断，该主控芯片掉电而进入深度休眠状态。
优选地，所述步骤S8中，若上掉电标志位未置起，所述主控芯片延时1秒后控制第一升压开关电路关断。
优选地，所述步骤S7之后还包括：所述主控芯片间隔1小时控制第二升压开关电路导通，并重新执行步骤S6。
优选地，所述第一升压开关电路和第二升压开关电路均由高电平信号控制导通。
本发明公开的电池供电系统深度休眠控制装置中，由射频读头向射频芯片辐射场强信号，射频芯片接收场强信号后控制第一升压开关电路导通，所述主控芯片上电启动后，向第一升压开关电路发送电信号，使得第一升压开关电路保持导通，同时写入或擦除射频芯片的EEPROM中的上掉电标志位，当所述射频读头停止向射频芯片辐射场强信号时，所述主控芯片控制第二升压开关电路导通，所述射频芯片上电，所述主控芯片读取上掉电标志位，并根据上掉电标志位判断是否进入深度休眠状态。基于上述特性，使得本发明能够在系统长时间不工作时进入深度休眠状态，此时的电路功耗接近于零，大大降低了电池的电能消耗，有效延长了系统的工作时间。
附图说明
图1为本发明电池供电系统深度休眠控制装置的组成框图。
图2为射频读头向射频芯片辐射场强信号过程的流程图。
图3为本发明电池供电系统深度休眠控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种电池供电系统深度休眠控制装置，请参照图1，其包括有射频读头1、射频芯片2、第一升压开关电路3、主控芯片4和第二升压开关电路5，其中：
所述射频读头1用于向射频芯片2辐射场强信号，以及写入或擦除射频芯片2的EEPROM中的上掉电标志位；
所述第一升压开关电路3的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路3的输出端连接于主控芯片4的电源端，所述第一升压开关电路3的控制端连接于所述射频芯片2和主控芯片4；
所述第二升压开关电路5的输入端连接于第一升压开关电路3的输出端，所述第二升压开关电路5的输出端连接于射频芯片2的电源端，所述第二升压开关电路5的控制端连接于主控芯片4，所述主控芯片4的数据端与射频芯片2的数据端相连接；
所述射频芯片2用于接收场强信号并控制第一升压开关电路3导通，使得主控芯片4上电，所述主控芯片4用于：在上电后向第一升压开关电路3发送电信号，以令所述第一升压开关电路3保持导通；当所述射频读头1停止向射频芯片2辐射场强信号时，所述主控芯片4控制第二升压开关电路5导通，并在射频芯片2上电后，读取所述射频芯片2的EEPROM中的上掉电标志位；以及，对上掉电标志位进行判断，若上掉电标志位置起，则所述主控芯片4控制第一升压开关电路3保持导通并将第二升压开关电路5关断，若上掉电标志位未置起，则控制第一升压开关电路3关断，该主控芯片4掉电而进入深度休眠状态。
上述装置中，由射频读头1向射频芯片2辐射场强信号，射频芯片2接收场强信号后控制第一升压开关电路3导通，所述主控芯片4上电启动后，向第一升压开关电路3发送电信号，使得第一升压开关电路3保持导通，同时写入或擦除射频芯片2的EEPROM中的上掉电标志位，当所述射频读头1停止向射频芯片2辐射场强信号时，所述主控芯片4控制第二升压开关电路5导通，所述射频芯片2上电，所述主控芯片4读取上掉电标志位，并根据上掉电标志位判断是否进入深度休眠状态。基于上述特性，使得本发明能够在系统长时间不工作时进入深度休眠状态，此时的电路功耗接近于零，大大降低了电池的电能消耗，有效延长了系统的工作时间。
作为一种优选方式，所述射频读头1为13.56MHz射频读头。
本实施例中，所述射频芯片2与第一升压开关电路3之间设有第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极连接于射频芯片2，所述第一二极管D1的阴极连接于第一升压开关电路3的控制端。进一步地，所述主控芯片4与第一升压开关电路3之间设有第二二极管D2，所述第二二极管D2的阳极连接于主控芯片4，所述第二二极管D2的阴极连接于第一升压开关电路3的控制端。上述第一二极管D1和第二二极管D2用于抑制电流倒流。
作为一种优选方式，所述主控芯片4为单片机。所述射频芯片为双界面芯片。
为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种电池供电系统深度休眠控制方法，结合图1至图3所示，该方法基于一装置实现，所述装置包括有射频读头1、射频芯片2、第一升压开关电路3、主控芯片4和第二升压开关电路5，所述第一升压开关电路3的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路3的输出端连接于主控芯片4的电源端，所述第一升压开关电路3的控制端连接于所述射频芯片2，所述第二升压开关电路5的输入端连接于第一升压开关电路3的输出端，所述第二升压开关电路5的输出端连接于射频芯片2的电源端，所述第二升压开关电路5的控制端和第一升压开关电路3的控制端分别连接于主控芯片4，所述主控芯片4的数据端与射频芯片2的数据端相连接，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，所述射频读头1向射频芯片2辐射场强信号；
步骤S2，所述射频芯片2接收场强信号并控制第一升压开关电路3导通；
步骤S3，所述主控芯片4上电启动，向第一升压开关电路3发送电信号，以令所述第一升压开关电路3保持导通；
步骤S4，所述射频读头1利用所述场强信号写入或擦除射频芯片2的EEPROM中的上掉电标志位；
步骤S5，当所述射频读头1停止向射频芯片2辐射场强信号时，所述主控芯片4控制第二升压开关电路5导通；
步骤S6，所述射频芯片2上电，所述主控芯片4读取所述射频芯片2的EEPROM中的上掉电标志位，并对上掉电标志位进行判断：若上掉电标志位置起，则执行步骤S7，若上掉电标志位未置起，则执行步骤S8；
步骤S7，所述主控芯片4控制第一升压开关电路3保持导通并将第二升压开关电路5关断；
步骤S8，所述主控芯片4控制第一升压开关电路3关断，该主控芯片4掉电而进入深度休眠状态。
进一步地，所述步骤S8中，若上掉电标志位未置起，所述主控芯片4延时1秒后控制第一升压开关电路3关断。此外，所述步骤S7之后还包括：所述主控芯片4间隔1小时控制第二升压开关电路5导通，并重新执行步骤S6。
为了便于实施控制，所述第一升压开关电路3和第二升压开关电路5均由高电平信号控制导通。
本发明方法在具体执行过程中，可参考如下实施例：
首先，系统焊接电池后，第一升压开关电路3处于关断状态，系统无电源供电，处于深度休眠状态，当13.56MHz射频读头开启场强时，将卡片置于场强内，双界面芯片的FD拉高，使第一升压开关电路3导通，系统上电运行并拉高P1引脚，维持系统上电状态；
之后，13.56MHz射频读头写入或者擦除双界面EEPROM的上掉电flag，当卡片退出场强范围时，系统主控芯片4将P2引脚拉高，使第二升压开关电路5导通，给双界面EEPROM上电，并读取上掉电flag，主控芯片4判断上掉电flag是否已经置起：
若未置起，则系统保存相关数据，延时1S，拉低P1脚，关断第一升压开关电路3，使系统进入深度休眠状态；若置起，则系统保持P1脚高电平，维持第一升压开关电路3导通，同时拉低P2引脚，关断第二升压开关电路5，维持系统的正常运行或者进入主控芯片4休眠状态；在未置起条件下，每间隔1小时，主控芯片4将P2脚拉高，读取上掉电flag，判断flag是否置起。
本发明公开的电池供电系统深度休眠控制装置及方法，整体系统默认处于深度休眠状态，此时供电开关截止，整体电路功耗基本为零。通过激活双界面芯片，使系统进入工作状态以及MCU休眠，系统可以读取双界面芯片内保存的工作状态flag来判断是否进入深度休眠状态，基于这些特性，本发明能使得系统在长时间不工作时进入深度休眠，可有效降低电池的电能消耗，进而延长系统的工作时间。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，包括有射频读头(1)、射频芯片(2)、第一升压开关电路(3)、主控芯片(4)和第二升压开关电路(5)，其中：
所述射频读头(1)用于向射频芯片(2)辐射场强信号，以及写入或擦除射频芯片(2)的EEPROM中的上掉电标志位；
所述第一升压开关电路(3)的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路(3)的输出端连接于主控芯片(4)的电源端，所述第一升压开关电路(3)的控制端连接于所述射频芯片(2)和主控芯片(4)；
所述第二升压开关电路(5)的输入端连接于第一升压开关电路(3)的输出端，所述第二升压开关电路(5)的输出端连接于射频芯片(2)的电源端，所述第二升压开关电路(5)的控制端连接于主控芯片(4)，所述主控芯片(4)的数据端与射频芯片(2)的数据端相连接；
所述射频芯片(2)用于接收场强信号并控制第一升压开关电路(3)导通，使得主控芯片(4)上电，所述主控芯片(4)用于：在上电后向第一升压开关电路(3)发送电信号，以令所述第一升压开关电路(3)保持导通；当所述射频读头(1)停止向射频芯片(2)辐射场强信号时，所述主控芯片(4)控制第二升压开关电路(5)导通，并在射频芯片(2)上电后，读取所述射频芯片(2)的EEPROM中的上掉电标志位；以及，所述主控芯片(4)对上掉电标志位进行判断，若上掉电标志位置起，则所述主控芯片(4)控制第一升压开关电路(3)保持导通并将第二升压开关电路(5)关断，若上掉电标志位未置起，则控制第一升压开关电路(3)关断，该主控芯片(4)掉电而进入深度休眠状态。
2.如权利要求1所述的电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，所述射频读头(1)为13.56MHz射频读头。
3.如权利要求1所述的电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，所述射频芯片(2)与第一升压开关电路(3)之间设有第一二极管(D1)，所述第一二极管(D1)的阳极连接于射频芯片(2)，所述第一二极管(D1)的阴极连接于第一升压开关电路(3)的控制端。
4.如权利要求1所述的电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，所述主控芯片(4)与第一升压开关电路(3)之间设有第二二极管(D2)，所述第二二极管(D2)的阳极连接于主控芯片(4)，所述第二二极管(D2)的阴极连接于第一升压开关电路(3)的控制端。
5.如权利要求1所述的电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，所述主控芯片(4)为单片机。
6.如权利要求1所述的电池供电系统深度休眠控制装置，其特征在于，所述射频芯片为双界面芯片。
7.一种电池供电系统深度休眠控制方法，其特征在于，该方法基于一装置实现，所述装置包括有射频读头(1)、射频芯片(2)、第一升压开关电路(3)、主控芯片(4)和第二升压开关电路(5)，所述第一升压开关电路(3)的输入端连接于电池，所述第一升压开关电路(3)的输出端连接于主控芯片(4)的电源端，所述第一升压开关电路(3)的控制端连接于所述射频芯片(2)，所述第二升压开关电路(5)的输入端连接于第一升压开关电路(3)的输出端，所述第二升压开关电路(5)的输出端连接于射频芯片(2)的电源端，所述第二升压开关电路(5)的控制端和第一升压开关电路(3)的控制端分别连接于主控芯片(4)，所述主控芯片(4)的数据端与射频芯片(2)的数据端相连接，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，所述射频读头(1)向射频芯片(2)辐射场强信号；
步骤S2，所述射频芯片(2)接收场强信号并控制第一升压开关电路(3)导通；
步骤S3，所述主控芯片(4)上电启动，向第一升压开关电路(3)发送电信号，以令所述第一升压开关电路(3)保持导通；
步骤S4，所述射频读头(1)利用所述场强信号写入或擦除射频芯片(2)的EEPROM中的上掉电标志位；
步骤S5，当所述射频读头(1)停止向射频芯片(2)辐射场强信号时，所述主控芯片(4)控制第二升压开关电路(5)导通；
步骤S6，所述射频芯片(2)上电，所述主控芯片(4)读取所述射频芯片(2)的EEPROM中的上掉电标志位，并对上掉电标志位进行判断：若上掉电标志位置起，则执行步骤S7，若上掉电标志位未置起，则执行步骤S8；
步骤S7，所述主控芯片(4)控制第一升压开关电路(3)保持导通并将第二升压开关电路(5)关断；
步骤S8，所述主控芯片(4)控制第一升压开关电路(3)关断，该主控芯片(4)掉电而进入深度休眠状态。
8.如权利要求7所述的电池供电系统深度休眠控制方法，其特征在于，所述步骤S8中，若上掉电标志位未置起，所述主控芯片(4)延时1秒后控制第一升压开关电路(3)关断。
9.如权利要求7所述的电池供电系统深度休眠控制方法，其特征在于，所述步骤S7之后还包括：所述主控芯片(4)间隔1小时控制第二升压开关电路(5)导通，并重新执行步骤S6。
10.如权利要求7所述的电池供电系统深度休眠控制方法，其特征在于，所述第一升压开关电路(3)和第二升压开关电路(5)均由高电平信号控制导通。
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 430000 building 01, building 15, optical valley wisdom Park, No.7, financial port 1st Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Patentee after: Wuhan ruinajie Semiconductor Co.,Ltd. Address before: 430073 building 01, building 15, optical valley wisdom Park, No.7, financial port 1st Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: WUHAN RUINAJIE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |