CN113131576A - 电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法 - Google Patents

电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子烟领域,具体涉及电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法,包括:电池、并联于电池的主控芯片、并联于主控芯片的防伪芯片和串联于主控芯片的切换开关、以及并联于防伪芯片的发热丝;主控芯片具有GPIO接口并基于GPIO接口输出的GPIO信号控制切换开关的通断,从而控制发热丝的加热状态和非工作状态的切换,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道;防伪芯片具有第一触点和第二触点,第一触点连接于GPIO接口,用于数据传输和获取电源,第二触点接地。其内的主控芯片通过切换开关切换控制与防伪芯片、发热丝的导通,主控芯片通过GPIO信号控制切换开关的导通来实现发热丝的加热,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道。

Description

电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法
技术领域
本发明涉及电子烟领域,具体而言,涉及一种电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法。
背景技术
目前,随着电子烟市场的飞速发展,电子烟弹的防伪需求也愈发重要,而又因为烟弹产品的特殊性,由于烟弹产品的特殊性,不能增加烟弹触点,因此现有的烟弹防伪芯片电路结构设计难度大,而且无法兼顾数据传输和芯片的供电。
发明内容
本发明实施例提供了一种电子烟烟弹防伪芯片电路及其供电方法,以至少解决现有电子烟烟弹防伪芯片无法兼顾数据传输和芯片供电的技术问题。
本发明在一方面提供了一种电子烟烟弹防伪芯片电路,包括:电池、并联于电池的主控芯片、并联于主控芯片的防伪芯片和串联于主控芯片的切换开关、以及并联于防伪芯片的发热丝;主控芯片具有GPIO接口并基于GPIO接口输出的GPIO信号控制切换开关,从而控制所述电池和所述发热丝之间电路的通断,以控制切换发热丝的加热状态和非工作状态,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道;防伪芯片具有第一触点和第二触点,第一触点连接于GPIO接口,用于数据传输和获取电源,第二触点接地。
在本发明的一实施例中,所述电子烟烟弹防伪芯片电路还包括第一电阻,所述于第一触点和所述GPIO接口均连接于所述第一电阻,并通过所述第一电阻导电连接于所述电池。
在本发明的一实施例中,所述防伪芯片包括Core电压产生模块、串联于所述Core电压产生模块的第一PMOS管、连接于所述第一PMOS管的解调模块、可通信地连接于所述解调模块的寄存器,所述解调模块用于在所述GPIO接口处于无数据传输阶段对所述第一触点的高电平进行处理和控制所述第一PMOS管打开,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压。
在本发明的一实施例中,所述防伪芯片还包括并联于所述Core电压产生模块的第二电阻和NMOS管、连接于所述NMOS管的调制模块,所述调制模块可通信地连接于所述寄存器。
在本发明的一实施例中,所述Core电压产生模块包括储能模块、连接于所述储能模块的稳压电路、连接于所述稳压电路的基准电路以及启动电路,所述储能模块用于在所述解调模块控制打开所述第一PMOS管时储存电能,并用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块提供电能输出,所述基准电路和所述稳压电路用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块产生稳定的电压输出。
在本发明的一实施例中,所述储能模块为储能电容,所述稳压电路包括连接于所述基准电路的第二POMS管和连接于所述第二POMS管的第三电阻,所述Core电压产生模块还包括第四电阻,所述第四电阻连接于所述储能模块和所述稳压电路。
在本发明的一实施例中,所述防伪芯片还包括可通信地连接于所述寄存器的EEPROM存储器,其中所述寄存器在擦写EEPROM数据时与所述EEPROM存储器进行数据交互,其中在擦写EEPROM数据时,所述电池通过第一触点直接为所述EEPROM存储器进行供电,其中所述主控芯片在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时与所述防伪芯片进行数据交互。
本发明在另一方面还提供了一种电子烟烟弹防伪芯片电路的供电方法,包括步骤:
S1、主控芯片基于GPIO接口的数据传输状态输出相应的GPIO信号,防伪芯片的第一触点对应于所述GPIO接口的数据传输状态而具有相应的电平状态,其中在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述第一触点处于高电平状态,其中在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述第一触点处于低电平状态;
S2、切换开关基于相应的所述GPIO信号切换至打开状态或关闭状态,从而切换发热丝的加热状态和非工作状态;和
S3、所述防伪芯片的解调模块基于所述防伪芯片的所述第一触点的电平状态,控制第一PMOS管的打开或关闭,以切换电池对所述防伪芯片的不同供电模式。
在本发明的一实施例中,所述步骤S2包括步骤:
S21、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述主控芯片控制所述切换开关关闭,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路断开,从而使得所述发热丝切换至非工作状态;和
S22、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述主控芯片控制所述切换开关打开,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路接通,从而使得所述发热丝切换至工作状态。
在本发明的一实施例中,所述步骤S3包括步骤:
S31、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述解调模块控制打开所述第一PMOS管,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压;
S32、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述解调模块控制关闭所述第一PMOS管,以使得所述Core电压产生模块经由自身储存的能量为所述防伪芯片进行供电;和
S33、在擦写EEPROM数据时,所述防伪芯片的寄存器和EEPROM存储器进行数据交互,所述电池通过第一触点直接为所述防伪芯片的EEPROM存储器进行供电,在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时,所述主控芯片与所述防伪芯片进行数据交互。
本发明实施例中的电子烟烟弹防伪芯片电路,主控芯片通过切换开关切换控制与防伪芯片、发热丝的导通,主控芯片通过GPIO信号控制切换开关的导通来实现发热丝的加热,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明电子烟烟弹防伪芯片电路的电路图;
图2为本发明电子烟烟弹防伪芯片电路中防伪芯片的电路图;
图3为本发明电子烟烟弹防伪芯片电路中CORE电压产生模块的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明的实施例,提供了一种电子烟烟弹防伪芯片电路,参见图1,包括:电池、并联于电池的主控芯片、并联于主控芯片的防伪芯片和串联于主控芯片的切换开关S1、以及并联于防伪芯片的发热丝;主控芯片具有GPIO接口并基于GPIO接口输出的GPIO信号控制切换开关S1的通断,从而控制发热丝的加热状态和非工作状态的切换,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道;防伪芯片具有第一触点(图1中的触点1)和第二触点(图1中的触点2),第一触点连接于GPIO接口,用于数据传输和获取电源,第二触点接地。本发明实施例中的电子烟烟弹防伪芯片电路,主控芯片通过切换开关S1切换控制与防伪芯片、发热丝的导通,主控芯片通过GPIO信号控制切换开关S1的导通来实现发热丝的加热,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道。
特别地,所述电子烟烟弹防伪芯片电路还包括第一电阻(图1中的电阻R1),所述于第一触点和所述GPIO接口均连接于所述第一电阻,并通过所述第一电阻导电连接于所述电池。
值得一提的是,如图2所示,所述防伪芯片包括Core电压产生模块、串联于所述Core电压产生模块的第一PMOS管(图2中的PMOS1)、连接于所述第一PMOS管的解调模块、可通信地连接于所述解调模块的寄存器,所述解调模块用于在所述GPIO接口处于无数据传输阶段对所述第一触点的高电平进行处理和控制所述第一PMOS管打开,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压。
进一步地,所述防伪芯片还包括并联于所述Core电压产生模块的第二电阻(图2中的电阻R2)和NMOS管、连接于所述NMOS管的调制模块,所述调制模块可通信地连接于所述寄存器。
更进一步地,如图3所示,所述Core电压产生模块包括储能模块、连接于所述储能模块的稳压电路、连接于所述稳压电路的基准电路以及启动电路,所述储能模块用于在所述解调模块控制打开所述第一PMOS管时储存电能,并用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块提供电能输出,所述基准电路和所述稳压电路用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块产生稳定的电压输出。
特别地,所述储能模块为储能电容,所述稳压电路包括连接于所述基准电路的第二POMS管(图3中的PMOS2)和连接于所述第二POMS管的第三电阻(图3中的电阻R3),所述Core电压产生模块还包括第四电阻(图3中的电阻R4),所述第四电阻连接于所述储能模块和所述稳压电路。
进一步地,所述防伪芯片还包括可通信地连接于所述寄存器的EEPROM存储器,其中所述寄存器在擦写EEPROM数据时与所述EEPROM存储器进行数据交互,其中在擦写EEPROM数据时,所述电池通过第一触点直接为所述EEPROM存储器进行供电,其中所述主控芯片在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时与所述防伪芯片进行数据交互。
可以理解的是,所述电子烟烟弹防伪芯片电路的供电流程为:
其中,当GPIO接口处于无数据传输阶段,主控芯片控制第一触点始终为高电平,切换开关S1关闭,发热丝没有电流经过并处于不工作状态;对于防伪芯片,第一触点的高电平会在防伪芯片中的解调模块处理后打开PMOS管,使得GPIO信号线的电源为防伪芯片中的Core电压产生模块充能并产生一个稳定的输出电压。
其中,当GPIO接口上有数据传输时,在高电平数据时防伪芯片控制PMOS管打开并开始蓄能,当GPIO接口上是低电平数据传输时,解调模块输出信号关断PMOS管,Core电压产生模块所存储的能量为其中的模拟模块以及部分数字模块提供稳定工作电源。
其中,擦写EEPROM数据的时候,通过第一触点直接为EEPROM存储器进行供电,此时的数据传输是寄存器与EEPROM存储器之间的数据交互,当完成EEPROM存储器的数据擦写时再进行主控芯片与防伪芯片之间的数据交互。
也就是说,本发明在另一方面还提供了一种电子烟烟弹防伪芯片电路的供电方法,包括步骤:
S1、主控芯片基于GPIO接口的数据传输状态输出相应的GPIO信号,防伪芯片的第一触点对应于所述GPIO接口的数据传输状态而具有相应的电平状态,其中在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述第一触点处于高电平状态,其中在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述第一触点处于低电平状态;
S2、切换开关基于相应的所述GPIO信号切换至打开状态或关闭状态,从而切换发热丝的加热状态和非工作状态;和
S3、所述防伪芯片的解调模块基于所述防伪芯片的所述第一触点的电平状态,控制第一PMOS管的打开或关闭,以切换电池对所述防伪芯片的不同供电模式。
具体地,所述步骤S2包括步骤:
S21、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述主控芯片控制所述切换开关关闭,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路断开,从而使得所述发热丝切换至非工作状态;和
S22、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述主控芯片控制所述切换开关打开,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路接通,从而使得所述发热丝切换至工作状态。
具体地,所述步骤S3包括步骤:
S31、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述解调模块控制打开所述第一PMOS管,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压;
S32、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述解调模块控制关闭所述第一PMOS管,以使得所述Core电压产生模块经由自身储存的能量为所述防伪芯片进行供电;和
S33、在擦写EEPROM数据时,所述防伪芯片的寄存器和EEPROM存储器进行数据交互,所述电池通过第一触点直接为所述防伪芯片的EEPROM存储器进行供电,在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时,所述主控芯片与所述防伪芯片进行数据交互。
下面以具体实施例,对本发明的电子烟烟弹防伪芯片电路进行详细说明:
在电子烟系统中,如图1所示,烟杆中的主控芯片通过GPIO信号控制开关S1的导通来实现发热丝的加热,同时也为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道。
如图1-2所示,防伪芯片有两个引脚触点1和触点2,其中触点1与GPIO信号相连,作为数据传输以及电源获取的通道,触点2连接于地线。
当GPIO接口处于无数据传输阶段,此时触点1始终为高电平,切换开关S1关闭,发热丝没有电流经过并处于不工作状态,而对于防伪芯片而言,触点1的高电平会在解调模块处理后打开PMOS管,使得GPIO信号线的电源为Core电压产生模块充能并产生一个稳定的输出电压VREG。
当GPIO接口上有数据传输时,在高电平数据时防伪芯片的PMOS管打开并开始蓄能,当GPIO接口上是低电平数据传输时,解调模块输出信号会关断PMOS管,防止这个过程中内部存储电荷倒灌到信号线上,Core电压产生模块所存储的能量为其中的模拟模块以及部分数字模块提供稳定工作电源。
因为防伪芯片内置计次计数以及独特防复制功能所需的EEPROM存储器,而EEPROM存储器在擦写时需要mA级的功耗,但内部存储的能量不足以支持EEPROM存储器的消耗,因此在擦写EEPROM数据的时候,通过触点1直接为EEPROM存储器进行供电,此时的数据传输是寄存器与EEPROM存储器之间的数据交互,当完成EEPROM存储器的数据擦写时再进行主控芯片与防伪芯片之间的数据交互;这种间接数据交互方式避免了同时作为数据线和电源线的GPIO接口在擦写EEPROM时无法提供防伪芯片工作所需要的稳定电压;其次鉴于GPIO接口本身的驱动能力不够的情况下,通过将触点1和电池连接于第一电阻R1的方式,来保证足够的驱动能力。
CORE电压产生模块如图3所示,在VIN和GND之间存在较大的储能电容,这个储能电容在GPIO接口为高的时候进行蓄能,在GPIO接口为低的时候为防伪芯片内部模块提供电源,此CORE电压产生模块包括储能模块、启动电路,自偏基准电路以及LDO电路,并且通过自身产生的基准电压以及LDO电路产生相对稳定的VREG输出。
本发明实施例提供的一种电子烟烟弹防伪芯片电路,能够保证数据传输的同时还能够兼顾芯片的供电,电路结构简单,信号传输模式和供电模式以及加热模式切换灵活。通过本申请的电路设计,无需增加烟弹触点,通过控制发热丝加热的GPIO信号线即可实现防伪芯片的数据传输和芯片供电,电路结构简单,设计巧妙。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,包括:电池、并联于电池的主控芯片、并联于主控芯片的防伪芯片和串联于主控芯片的切换开关、以及并联于防伪芯片的发热丝;主控芯片具有GPIO接口并基于GPIO接口输出的GPIO信号控制切换开关,从而控制所述电池和所述发热丝之间电路的通断,以控制切换发热丝的加热状态和非工作状态,同时为防伪芯片与主控芯片之间提供防伪安全认证通道;防伪芯片具有第一触点和第二触点,第一触点连接于GPIO接口,用于数据传输和获取电源,第二触点接地。
2.根据权利要求1的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述电子烟烟弹防伪芯片电路还包括第一电阻,所述于第一触点和所述GPIO接口均连接于所述第一电阻,并通过所述第一电阻导电连接于所述电池。
3.根据权利要求2的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述防伪芯片包括Core电压产生模块、串联于所述Core电压产生模块的第一PMOS管、连接于所述第一PMOS管的解调模块、可通信地连接于所述解调模块的寄存器,所述解调模块用于在所述GPIO接口处于无数据传输阶段对所述第一触点的高电平进行处理和控制所述第一PMOS管打开,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压。
4.根据权利要求3的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述防伪芯片还包括并联于所述Core电压产生模块的第二电阻和NMOS管、连接于所述NMOS管的调制模块,所述调制模块可通信地连接于所述寄存器。
5.根据权利要求4的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述Core电压产生模块包括储能模块、连接于所述储能模块的稳压电路、连接于所述稳压电路的基准电路以及启动电路,所述储能模块用于在所述解调模块控制打开所述第一PMOS管时储存电能,并用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块提供电能输出,所述基准电路和所述稳压电路用于在所述GPIO接口上是低电平数据传输时为所述Core电压产生模块产生稳定的电压输出。
6.根据权利要求5的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述储能模块为储能电容,所述稳压电路包括连接于所述基准电路的第二POMS管和连接于所述第二POMS管的第三电阻,所述Core电压产生模块还包括第四电阻,所述第四电阻连接于所述储能模块和所述稳压电路。
7.根据权利要求3的电子烟烟弹防伪芯片电路,其特征在于,所述防伪芯片还包括可通信地连接于所述寄存器的EEPROM存储器,其中所述寄存器在擦写EEPROM数据时与所述EEPROM存储器进行数据交互,其中在擦写EEPROM数据时,所述电池通过第一触点直接为所述EEPROM存储器进行供电,其中所述主控芯片在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时与所述防伪芯片进行数据交互。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电子烟烟弹防伪芯片电路的供电方法,其特征在于,包括步骤:
S1、主控芯片基于GPIO接口的数据传输状态输出相应的GPIO信号,防伪芯片的第一触点对应于所述GPIO接口的数据传输状态而具有相应的电平状态,其中在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述第一触点处于高电平状态,其中在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述第一触点处于低电平状态;
S2、切换开关基于相应的所述GPIO信号切换至打开状态或关闭状态,从而切换发热丝的加热状态和非工作状态;和
S3、所述防伪芯片的解调模块基于所述防伪芯片的所述第一触点的电平状态,控制第一PMOS管的打开或关闭,以切换电池对所述防伪芯片的不同供电模式。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述步骤S2包括步骤:
S21、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述主控芯片控制所述切换开关关闭,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路断开,从而使得所述发热丝切换至非工作状态;和
S22、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述主控芯片控制所述切换开关打开,以使得所述电池和所述发热丝之间的电路接通,从而使得所述发热丝切换至工作状态。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述步骤S3包括步骤:
S31、在所述GPIO接口处于无数据传输阶段时,所述解调模块控制打开所述第一PMOS管,从而使得所述电池为所述防伪芯片的所述Core电压产生模块充能并产生稳定的输出电压;
S32、在所述GPIO接口处于有数据传输时,所述解调模块控制关闭所述第一PMOS管,以使得所述Core电压产生模块经由自身储存的能量为所述防伪芯片进行供电;和
S33、在擦写EEPROM数据时,所述防伪芯片的寄存器和EEPROM存储器进行数据交互,所述电池通过第一触点直接为所述防伪芯片的EEPROM存储器进行供电,在完成所述EEPROM存储器的数据擦写时,所述主控芯片与所述防伪芯片进行数据交互。
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