CN114545814A - 一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端 - Google Patents

一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端 Download PDF

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CN114545814A CN202210055039.8A CN202210055039A CN114545814A CN 114545814 A CN114545814 A CN 114545814A CN 202210055039 A CN202210055039 A CN 202210055039A CN 114545814 A CN114545814 A CN 114545814A
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Abstract

本发明属于集成电路技术领域，公开了一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端，电子控制器驱动专用集成电路中地址控制器分别与电源、继电器驱动器、开关、蜂鸣器控制器和振荡器连接；继电器驱动器上设置有OC输出脚，蜂鸣器控制器上设置有PWM输出脚，开关上设置有AIN模拟量输入脚，地址控制器与DQ通讯脚连接，地址控制器与DQ通讯脚连接线上搭接有连接开关线路。本发明将控制器整体成本降低2元/PCS，减少了大量的外围元件，极大地提升控制器质量和一致性；无需编程，降低开发产品难度，提升开发速度。兼容性强；可以运用到几乎所有控制器方案，有利于大规模批量智能化生产，进一步提高利润率。

Description

一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端。
背景技术
目前，采用的最接近的技术是采用三线通信，在数据采集，外部控制方面，各系统之间的通信，以及人机互动(声音提示)方面，需要采用复杂的电路，通常用家电控制器通过三线与被控系统连接，被控系统由一个带AD的单片机、一个驱动芯片、一个声音处理电路组成，带AD的单片机负责数据采样，然后以数字方式将信号传送至家电控制器，家电控制器通过数据线向被控连接的单片机向继电器驱动芯片发送控制数据来控制各种外部的开闭，同时又由单片机驱动蜂鸣器发出简单的类似于“滴”的报警声音。
这种方式的缺点是：高成本，通信复杂开发难度高、开发耗时久(上/下位机都要编程)，对家电控制器资源浪费严重；声音单一，做炫音时需要耗费较高的附加成本。
为解决上述问题，现有技术一CN108898990A-智能手机声控显示驱动集成芯片-公开智能手机声控显示驱动集成芯片，其特征在于，包括BMP图形输入模块、SPR计算处理模块、声音采集及发送模块、声音控制器、驱动模块；其中：
所述声音采集及发送模块用于采集声音并输出声音信号至声音控制器；
所述声音控制器包括声音处理及控制模块、影像控制模块和储存记忆体模块，所述声音处理及控制模块用于解析处理声音采集及发送模块输入的声音信号并生成声音驱动控制信号控制BMP图档的输入；
BMP图档经过BMP图形输入模块输入，通过SPR计算处理模块计算处理后，再输入声音控制器中，通过影像控制模块产生相关影像控制讯号输出至驱动模块用来驱动显示器显示影像；
所述驱动模块包括扫描线驱动模块和资料线驱动模块，所述扫描线驱动模块和资料线驱动模块用于驱动显示器显示影像。上述专利带来的效果为通过声音采集模块采集声音并输出声音信号至声音控制器，通过扫描线驱动模块和资料线驱动模块来驱动显示器显示影像。
但其技术缺陷在于声音单一，做炫音时需要耗费较高的附加成本。
现有技术二CN107992297A-一种针对S3C2440的SPI控制器驱动实现方法-公开一种针对S3C2440的SPI控制器驱动实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、SPI主机控制器初始化；
S102、封装setup函数；
S103、封装transfer函数。
所述SPI控制器驱动用spi_master结构体来描述，所述spi_master结构体成员包括主机控制器的序号、片选数量、SPI模式、时钟设置函数以及数据传输函数。
所述SPI主机控制器初始化具体包括：
S201、调用platform_device_alloc、platform_device_add申请添加到系统；
S202、申请、实例化spi控制器抽象spi_master；
S203、将数据信息存入s3c_spi_info；
S204、通过s3c2440_spi_controller_init完成spi控制器的硬件初始化；
S205、调用request_irq注册spi控制器的中断函数；
S206、调用spi_register_master将初始化好的spi_master注册进内核。
所述s3c_spi_info为本地私有封装，包括寄存器地址、完成量。
所述setup函数包括spi mode以及clockrate的设置。
所述封装setup函数具体包括：
获取分配的设备数据，并设置传输模式spi mode，根据传输模式spi mode，设置时钟极性CPOL以及时钟相位CPHA。
所述封装transfer函数具体为：
S301、选中芯片；
S302、传输数据；
S303、取消片选。
所述传输数据包括：
在发送第一个spi_transfer之前调用setup函数，从spi_message中逐个取出spi_transfer，并对spi_transfer进行处理，如果该spi_transfer的speed_hz或bits_per_word不是0，则调用setup来设置；发送spi_transfer，进入休眠，当spi_transfer发送完毕后由中断例程唤醒；接收spi_transfer，如果该spi_transfer的cs_change为1，则取消片选；唤醒等待spi_message传输结束的进程。上述专利解决了当前现有的S3C2440设备，其驱动采用主机驱动与外部驱动集中的方式，可维护性差的问题，在设备模型的基础上进一步简化设备驱动的实现，具有更好的可维护性，为驱动的维护升级提供了最大限度的便利。
当其技术缺陷在于通信复杂开发难度高、开发耗时久。
现有技术三CN106020914A-一种RedHat7下调整多控制器驱动加载顺序的方法-公开一种RedHat7下调整多控制器驱动加载顺序的方法，所述方法通过对RedHat7的grub2配置文件进行修改，并生成新的配置文件，来实现对操作系统加载存储控制器驱动顺序的调整，具体实现过程如下：
1)在linux下使用lspci查看各控制器驱动名称，以便后续根据驱动名称修改内核文件；
2)将原启动文件映像备份，以防止修改启动映像失败后无法还原；
3)修改操作系统的grub文件；
4)通过grub2-mkconfig命令生成新的grub2配置文件；
5)重建启动映像文件；
6)并重启操作系统，完成驱动加载顺序的调整。
所述使用lspci查看各控制器驱动名称过程如下：
通过lspci找到各存储器的PCI总线ID
00:11.4 SATA controller:Intel Corporation C610/X99 series chipsetsSATA Controller[AHCI mode](rev 05)
04:00.0 Serial Attached SCSI controller:Adaptec Series 8 12G SAS/PCIe3(rev01)
05:00.0 Serial Attached SCSI controller:LSI Logic/Symbios LogicSAS3008PCI-Express Fusion-MPT SAS-3(rev 02)
通过lspci名称查看存储控制器的详细信息，找到驱动名称
lspci-s 00:11.4-xxxvvv|grep driver
执行以上命令会看到“Kernel driver in use:ahci”，即AHCI的驱动名称为ahci。
所述方法通过执行：
cp/boot/initramfs-$(uname-r).img/boot/initramfs-$(uname-r).img.bak
备份原映像文件。
所述grub文件根据需求驱动加载顺序，修改/etc/sysconfig/grub
编辑/etc/sysconfig/grub，在GRUB_CMDLINE_LINUX后加上rd.driver.pre＝ahci，mpt3sas，aacraid
GRUB_CMDLINE_LINUX＝"crashkernel＝auto rhgb quiet rd.driver.pre＝ahci，mpt3sas，aacraid"
将加载驱动顺序修改为ahci->mpt3sas->aacraid。
所述grub2配置文件通过执行grub2-mkconfig–o/boot/grub2/grub.cfg生成新的grub2配置文件。
所述重建启动映像文件过程如下：
重建新的initramfs文件
dracut–v–f
dracut–f/boot/initramfs-$(uname–r).img$(uname-r)。其带来的效果为：可以灵活改变固有的控制器驱动加载顺序。
但其技术缺陷在于对家电控制器资源浪费严重。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术高成本，通信复杂开发难度高、开发耗时久，对家电控制器资源浪费严重；声音单一，做炫音时需要耗费较高的附加成本。
解决以上问题及缺陷的难度为：现有技术采用单片机+驱动芯片+声音模块的方式，是基于几点需求所致：需要双向通信，既要将家电控制器的控制信号传输给被控器的相关控制单元，又要将传感器采集的模拟信号转换成数字信号传送给家电控制器，所以必须使用一块成本不菲的单片机。继电器驱动器需要一款驱动芯片。驱动声音需要声音控制模块，且很难做炫音。以上三个部分在集成电路制造邻域属于不同的工艺，很难集成到一片芯片上或者集成的成本太高。很难做到标准化、通用化。
解决以上问题及缺陷的意义为：将目前控制器整体成本降低2元/PCS，在家电控制器行业相当于利润翻倍；减少了大量的外围元件，极大地提升控制器质量和一致性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电子控制器驱动专用集成电路、控制方法及智能终端。
本发明是这样实现的，一种电子控制器驱动专用集成电路，设置有：
地址控制器，集成有译码器模块，接收外部MCU信号，将符合通讯协议的信号进行译码，通过驱动功率管芯片控制外围器件，并且返回相应的数据；
0C门模块，与地址控制器连接，所述0C门模块集成驱动继电器用OC6输出脚、OC5输出脚、OC4输出脚、OC3输出脚、OC2输出脚和OC1输出脚，通过接收通讯数据，进行对应的端口控制；
开关模块，与地址控制器连接，通过译码器模块解析，将对应的通道接通到外部MCU的通讯线上；
PWM模块，与地址控制器连接，通过接收译码器模块解析的信号，输出多种不同的波形，实现不同声音。
进一步，所述0C门模块采用继电器驱动器；如图3、图5所示。
所述开关模块采用5选1开关模块，设置有AIN1模拟量输入脚、AIN2模拟量输入脚、AIN3模拟量输入脚、AIN4模拟量输入脚、AIN5模拟量输入脚；
所述PWM模块采用蜂鸣器控制器，设置有接蜂鸣器用PWM1输出脚和PWM2输出脚。参考图4的实际运用；所述蜂鸣器控制器还与外部振荡器连接。
进一步，所述电子控制器驱动专用集成电路进一步包括电源；所述电源上的VDD连接5V电源线，VSS连接地线。
进一步，所述地址控制器与DQ通讯脚连接，地址控制器与DQ通讯脚连接线上搭接有连接开关线路。
本发明的另一目的在于提供一种所述电子控制器驱动专用集成电路的电子控制器驱动专用集成电路控制方法，所述电子控制器驱动专用集成电路控制方法，包括：
译码器模块，接收外部MCU信号，将符合通讯协议的信号进行译码，通过内部各个模块控制外部器件，并且返回相应的数据。
0C门模块，集成6个0C输出，通过接收通讯数据，进行对应的端口控制。
5选1开关模块，包含一个5选1开关模块，通过译码器模块解析，将对应的通道接通到MCU的通讯线上。
PWM模块，包含一个2路PWM模块，通过接收译码器模块解析的信号，可以输出多种不同的波形，实现不同声音。
进一步，所述译码器模块通过内部集成的模块控制外部器件，并且返回相应的数据。
进一步，所述通讯协议包括：外部MCU通过单线和驱动功率管芯片通讯，MCU先发送数据，然后读取通讯线上的电压来获取对应通道的数据。
进一步，所述驱动功率管芯片接收MCU的数据控制OC和PWM，返回AIN数据。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述电子控制器驱动专用集成电路的家电控制器。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述电子控制器驱动专用集成电路的智能终端。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明将目前控制器整体成本降低2元/PCS，在家电控制器行业相当于利润翻倍；减少了大量的外围元件，极大地提升控制器质量和一致性。此集成电路不需编程，降低开发产品难度，提升开发速度。兼容性强，可以运用到几乎所有控制器(带开启/关闭、模拟量采集和声音控制)方案，有利于大规模批量智能化生产(5G+工业4.0)，进一步提高利润率。本发明降低了整体成本，做到标准化、通用化，适应大批量生产以及智能制造(自动化生产)。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电子控制器驱动专用集成电路结构示意图。
图2是本发明实施例提供的JW21芯片管脚配置图。
图3是本发明实施例提供的继电器驱动器实际运用的外围电路图。
图4是本发明实施例提供的接蜂鸣器实际运用的电路图。
图5是本发明实施例提供的继电器驱动器外部连接电路图。
图6是本发明实施例提供的JW21芯片读取外部模拟信号的实际运用图。
图中：1、电源；2、地址控制器；3、继电器驱动器；4、开关模块；5、蜂鸣器控制器；6、振荡器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电子控制器驱动专用集成电路及其控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供的电子控制器驱动专用集成电路业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的电子控制器驱动专用集成电路仅仅是一个具体实施例而已。
本发明提供一种所述电子控制器驱动专用集成电路的电子控制器驱动专用集成电路控制方法，包括：
通过译码器模块接收外部MCU信号，并将符合通讯协议的信号进行译码；
0C门模块通过接收通讯数据，进行对应的端口控制；
开关模块通过译码器解析，将对应的通道接通到MCU的通讯线上；
PWM模块通过接收译码器模块解析的信号，输出多种不同的波形，实现不同的声音的输出。
下面结合附图或电路图对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1-图6所示，本发明实施例提供的电子控制器驱动专用集成电路设置有地址控制器2，地址控制器2分别与电源1、继电器驱动器3、开关模块4、蜂鸣器控制器5和振荡器6连接。地址控制器2与继电器驱动器3、蜂鸣器控制器5连接，蜂鸣器控制器5与振荡器6连接，开关模块4与地址控制器2连接。
在本发明一实施例中，地址控制器2，集成有译码器模块，接收外部MCU信号，将符合通讯协议的信号进行译码，通过驱动功率管芯片(本发明实施例可以采用JW21芯片)控制外围器件，并且返回相应的数据；
0C门模块集成驱动继电器用OC6输出脚、OC5输出脚、OC4输出脚、OC3输出脚、OC2输出脚和OC1输出脚，通过接收通讯数据，进行对应的端口控制；
开关模块4通过译码器模块解析，将对应的通道接通到外部MCU的通讯线上；
PWM模块通过接收译码器模块解析的信号，输出多种不同的波形，实现不同声音。
其中所述0C门模块采用继电器驱动器3；如图3、图5所示。
所述开关模块4采用5选1开关模块，设置有AIN1模拟量输入脚、AIN2模拟量输入脚、AIN3模拟量输入脚、AIN4模拟量输入脚、AIN5模拟量输入脚；
所述PWM模块采用蜂鸣器控制器5，设置有接蜂鸣器用PWM1输出脚和PWM2输出脚。参考图4的实际运用.
所述电源1上的VDD连接5V电源线，VSS连接地线。
所述地址控制器2与DQ通讯脚连接，地址控制器与DQ通讯脚连接线上搭接有连接开关模块4线路。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细的描述。
一、工作特性：
工作电压：5V；工作温度：-40～85度；封装：SOP16；一个通讯译码器模块；一个5选1开关模块；一个6路反相输出的0C门模块；一个2路输出的PWM模块；ESD HBM 8KV，EFT+/-4KV。
二、引脚说明
如图2所示，AIN1、AIN2、AIN3、AIN4、AIN5分别为模拟量输入脚；VDD接5V，VSS接地，DQ为通讯脚，PWM1和PWM2分别为输出脚；OUT6为OC6输出脚，OUT5为OC5输出脚，OUT4为OC4输出脚，OUT3为OC3输出脚，OUT2为OC2输出脚，OUT1为OC1输出脚。
三、功能说明
地址控制器，该芯片集成了一个译码器模块，可以接收外部MCU信号，将符合通讯协议的信号进行译码，通过内部各个模块控制外部器件，并且返回相应的数据。
0C门模块，该模块集成6个0C输出，可以通过接收通讯数据，进行对应的端口控制。
一个5选1开关模块，该芯片包含一个5选1开关模块，可以通过译码器解析，将对应的通道接通到MCU的通讯线上。
PWM模块，该芯片包含一个2路PWM模块，通过接收译码器模块解析的信号，可以输出多种不同的波形，实现不同声音。
通讯协议：外部MCU通过单线和JW21芯片通讯，MCU先发送数据，然后读取通讯线上的电压来获取对应通道的数据。
本发明关键性的技术点为：模拟量采集及传输方式，片内炫音产生器，片内解码器，片内继电器驱动。
本发明的工作原理为：模拟量采集由本芯片完成，数字化测量由家电控制器完成。多路模拟量由内部电子开关完成切换，由三线通信中的数据线向家电控制器传送。由片内电路实现炫音，芯片喇叭驱动端口推动喇叭输出，片内驱动电路直接继电器。
本发明独特的设计思路，巧妙地将各路传感器采集到的模拟量直接传送给家电控制器，避免被控制器需要采用高成本的AD单片机，避开了AD单片机必须使用的CMOS工艺，可以根据需求灵活采用各种集成电路设计工艺；同时也避开了占成本比较大的AD单片机内核。本集成电路集成包含继电器驱动、炫音驱动、传感器采样等各种功能，成本比原来方案更低。三线单向数据通信，校验码保障不产生操作失误。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子控制器驱动专用集成电路的控制方法，其特征在于，所述电子控制器驱动专用集成电路的控制方法，包括：
接收外部MCU信号，并将符合通讯协议的信号进行译码；
接收译码后的通讯数据，进行对应的端口控制；
译码器对译码后的通讯数据进行解析，将对应的通道接通到MCU的通讯线上；输出不同的波形，实现不同的声音的输出。
2.如权利要求1所述电子控制器驱动专用集成电路的控制方法，其特征在于，所述译码器模块通过内部集成的模块控制外部器件，并且返回相应的数据。
3.如权利要求1所述电子控制器驱动专用集成电路的控制方法，其特征在于，所述通讯协议包括：外部MCU通过单线和驱动功率管芯片通讯，MCU先发送数据，然后读取通讯线上的电压获取对应通道的数据。
4.如权利要求1所述电子控制器驱动专用集成电路的控制方法，其特征在于，所述驱动功率管芯片接收MCU的数据控制OC和PWM，返回AIN数据。
5.一种运行权利要求1～4任意一项所述电子控制器驱动专用集成电路的控制方法的电子控制器驱动专用集成电路，其特征在于，所述电子控制器驱动专用集成电路设置有：
地址控制器，集成有译码器模块，接收外部MCU信号，将符合通讯协议的信号进行译码，通过驱动功率管芯片控制外围器件，并且返回相应的数据；
0C门模块，与地址控制器连接，所述0C门模块集成驱动继电器用OC6输出脚、OC5输出脚、OC4输出脚、OC3输出脚、OC2输出脚和OC1输出脚，通过接收通讯数据，进行对应的端口控制；
开关模块，与地址控制器连接，通过译码器模块解析，将对应的通道接通到外部MCU的通讯线上；
PWM模块，与地址控制器连接，通过接收译码器模块解析的信号，输出多种不同的波形，实现不同声音。
6.如权利要求5所述电子控制器驱动专用集成电路，其特征在于，所述0C 门模块采用继电器驱动器；
所述开关模块采用5选1开关模块，设置有AIN1模拟量输入脚、AIN2模拟量输入脚、AIN3模拟量输入脚、AIN4模拟量输入脚、AIN5模拟量输入脚；
所述PWM模块采用蜂鸣器控制器，设置有接蜂鸣器用PWM1输出脚和PWM2输出脚；所述蜂鸣器控制器还与外部振荡器连接。
7.如权利要求5所述电子控制器驱动专用集成电路，其特征在于，所述电子控制器驱动专用集成电路进一步包括电源；所述电源上的VDD连接5V电源线，VSS与地线连接；
所述地址控制器与DQ通讯脚连接，地址控制器与DQ通讯脚连接线上搭接有连接开关线路。
8.一种搭载如权利要求5所述专用集成电路的家电控制器。
9.一种搭载权利要求5所述电子控制器驱动专用集成电路的智能终端。
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