CN219143454U - 集成电路和控制芯片 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种集成电路和控制芯片，集成电路包括：IIC总线、设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块；其中，设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块分别连接于IIC总线；IIC总线还用于连接微控制单元，微控制单元作为IIC总线连接的主机。如此，将设备状态显示驱动单元、实时时钟模块和看门狗模块作为从机集中在一起，基于IIC总线协议，通过两根通信线就可以实现与外部的主机的通信，有效减少了布线资源，降低了对接口资源以及空间资源的占用。

Description

集成电路和控制芯片

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种集成电路和控制芯片。

背景技术

在现有的电池管理系统的应用中，很多常用的功能模块如LED驱动、蜂鸣器驱动等都需要有特定的芯片，这些特定芯片与电池管理系统的微控制单元连接，以实现对应的功能。然而，这种常用的特定芯片，往往会占用较多的接口资源和空间资源。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于，提供一种集成电路和控制芯片，能够有效减少布线资源，降低对接口资源和空间资源的占用。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

本申请的第一方面提供一种集成电路，包括：IIC总线、设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块；其中，

所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块分别连接于所述IIC总线；

所述IIC总线还用于连接微控制单元，所述微控制单元作为所述IIC总线连接的主机。

可选的，还包括：告警驱动模块；

所述告警驱动模块，连接于所述IIC总线。

可选的，所述告警驱动模块包括内部振荡器。

可选的，还包括晶振接口和与所述晶振接口连接的时钟缓冲器；

所述时钟缓冲器分别与所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块连接，所述晶振接口用于连接外部晶振，以提供时钟源。

可选的，还包括外部电源接口；

所述外部电源接口，分别与所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块连接，用于接入外部电源。

可选的，还包括内部电源模块；

所述内部电源模块，与所述实时时钟模块连接，用于在所述外部电源停止供电的情况下，为所述实时时钟模块供电。

可选的，所述内部电源模块包括电池。

可选的，所述设备状态显示驱动模块包括LED驱动模块；

所述LED驱动模块用于连接多个LED，以展示设备状态。

可选的，所述看门狗模块包括定时器。

本申请的第二方面提供一种控制芯片，包括微控制单元和如本申请的第一方面所述的集成电路；

所述微控制单元设置有IIC接口；

所述微控制单元通过所述IIC接口与所述集成电路连接。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的方案中，提供了一种集成电路和控制芯片，其中，集成电路包括IIC总线、设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块，设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块分别连接于IIC总线，IIC总线还用于连接微控制单元，微控制单元作为IIC总线连接的主机。如此，将设备状态显示驱动单元、实时时钟模块和看门狗模块作为从机集中在一起，基于IIC总线协议，通过两根通信线就可以实现与外部的主机的通信，有效减少了布线资源，降低了对接口资源以及空间资源的占用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种集成电路的结构示意图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种集成电路的结构示意图。

图3是本申请又一个实施例提供的一种集成电路的结构示意图。

图4是本申请一个实施例提供的一种控制芯片的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

在通信储能、家用储能的电池管理系统的应用中，电池管理的基础功能通常有LED状态显示，硬件看门狗，实时时钟，蜂鸣器告警等。

现有技术中，每个基础功能模块都有特定的芯片，虽然其逻辑相对简单，但对于电池管理来说又必不可少，并且，每个基础功能的芯片都与MCU连接，在所需基础功能的芯片较多时，对MCU的接口资源和空间资源的占用也会相对较多。

为此，本申请的实施例提供一种集成电路，如图1所示，集成电路可以包括：集成电路(Inter-IntegratedCircuit，IIC)总线101、设备状态显示驱动模块102、实时时钟模块103和看门狗模块104。

其中，设备状态显示驱动模块102、实时时钟模块103和看门狗模块104分别连接于IIC总线101；IIC总线101还用于连接微控制单元(MicrocontrollerUnit；MCU)，微控制单元作为IIC总线101连接的主机。

设备状态显示驱动模块可以是用于显示设备状态的驱动模块，以设备为电池为例，设备状态显示驱动模块可以是显示电池状态的驱动模块，显示电池状态的驱动模块用于连接状态显示装置，显示电池状态的驱动模块可以根据接收到的MCU发送的设备状态信息，发送对应的显示指令给状态显示装置，以使状态显示装置根据接收到的显示指令显示对应的设备状态信息。

实时时钟模块可以包括多个定时器和对应的寄存器。其中，寄存器用于存储初始时间数据，定时器用于进行计时。应用时，实时时钟模块可以是4个8位定时器和对应的寄存器。定时器可以按照每经过1秒加1进行计时，如此，读取定时器的数值，即可识别已运行的秒数，再加上寄存器中存储的初始时间数据，依据内部时间算法，就可以计算出实际的时间值。

在由微控制单元构成的微型计算机系统中，由于微控制单元的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，进而导致程序指针错误、不在程序区、取出错误的程序指令等异常发生，造成程序的正常运行被打断，陷入死循环，由微控制单元控制的系统无法继续正常工作，陷入停滞状态。看门狗，又叫watchdog，从本质上来说就是一个定时器电路，一般有一个输入和一个输出，其中输入叫做喂狗，输出用于连接复位端Restart。看门狗模块的功能是定期的查看微控制单元内部的情况，一旦发生错误就向微控制单元发出重启信号。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

实施时，可以利用定时器作为看门狗模块，用于实现看门狗功能。具体的，可以预先设定定时器的初始值，在微控制单元开始启动后，发送开始计数指令给定时器，定时器开始计时，初始值开始减小，在初始值降到0后，定时器重置(喂狗)，并发送复位信号给微控制单元，以使微控制单元进行复位操作。

IIC总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到IIC总线上的功能模块的串行数据SDA都接到IIC总线的SDA上，各功能模块的时钟线SCL接到IIC总线的SCL上。也即，实施时，设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块的数据线SDA接到IIC总线的数据线SDA上，时钟线SCL都接到IIC总线的时钟线SCL上。

需要注意的是，为了避免IIC总线信号的混乱，要求各功能模块连接到IIC总线的输出端时必须是漏极开路(OD)输出或集电极开路(OC)输出。各功能模块上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的，输出电路用于向IIC总线上发送数据，输入电路用于接收IIC总线上的数据。而串行时钟线SCL也应是双向的，MCU作为控制IIC总线数据传送的主机，一方面要通过SCL输出电路发送时钟信号，另一方面还要检测IIC总线上的SCL电平，以决定什么时候发送下一个时钟脉冲电平；各个功能模块作为接受主机命令的从机，要按IIC总线上的SCL信号发出或接收SDA上的信号，也可以向SCL线发出低电平信号以延长总线时钟信号周期。总线空闲时，因各功能模块都是开漏输出，上拉电阻Rp使SDA和SCL线都保持高电平。任一功能模块输出的低电平都将使相应的总线信号线变低，也就是说：各功能模块的SDA是“与”关系，SCL也是“与”关系。

本实施例中，集成电路包括IIC总线、设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块，设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块分别连接于IIC总线，IIC总线还用于连接微控制单元，微控制单元作为IIC总线连接的主机。如此，将设备状态显示驱动单元、实时时钟模块和看门狗模块作为从机集中在一起，基于IIC总线协议，通过两根通信线就可以实现与外部的主机的通信，有效减少了布线资源，降低了对接口资源以及空间资源的占用。

具体实施时，为了确保信号传输的准确性，基于IIC总线协议连接的各个从机需要配置从机地址，其中，从机地址可以是7Bit编码。例如，可以为设备状态显示驱动模块配置从机地址01，为实时时钟模块配置从机地址02，为看门狗模块配置从机地址03。

在数据传输过程中，当主机向从机的寄存器中写数据时，主机首先发送START信号占用IIC总线，然后发送7Bit从机地址，一般情况下从机地址是通过外部上下拉电阻分配的，7Bit从机地址之后是读写位，如果主机想要写数据此位为0，读数据此位为1，之后紧随从机确认字符，然后主机发送寄存器地址，即数据写在从机哪个地址上，从机再次返回确认字符，主机继续发送数据，所有数据发完之后，主机发送STOP后释放对IIC总线的占用。

同样的，当主机向从机的寄存器中读数据时，主机首先发送START信号占用总线，然后发送7Bit从机地址以及写位，然后发送从机读取地址，再次发送一个START，发送7Bit从机地址以及读位，最后在主机SCL驱动下从机把数据送上IIC总线，当主机认为数据已经读取完成，则发送STOP释放对IIC总线的占用。需要注意的是，此过程中有一个STOP，两个START，也就是说START和STOP有可能不是成对出现。

一些实施例中，如图2所示，集成电路还可以包括告警驱动模块105。其中，告警驱动模块105连接于IIC总线101。

实施时，告警驱动模块105可以用于外接告警装置，以为告警装置提供告警驱动信号。

实际应用中，可以为告警驱动模块配置从机地址04，如此，微控制单元可以基于IIC总线发送告警指令给从机地址04，使得告警驱动模块能够接受到告警指令。告警驱动模块在接收到告警指令后，可以基于接收到的告警指令生成告警驱动信号并发送给告警装置，以使告警装置在告警驱动信号的驱动下进行告警。

其中，告警驱动模块可以包括内部振荡器。如此，微控制单元发送告警指令，内部振荡器开始震荡并输出特定频率的方波，以驱动告警装置产生告警声。

具体实施时，告警装置可以是无源蜂鸣器。内部振荡器开始震荡并输出特定频率的方波给无源蜂鸣器，从而驱动无源蜂鸣器产生告警声。如此，满足了集成电路实现告警驱动功能的需求。

一些实施例中，如图3所示，集成电路还可以包括晶振接口106和与晶振接口106连接的时钟缓冲器107。

其中，时钟缓冲器107分别与设备状态显示驱动模块102、实时时钟模块103和看门狗模块104连接，晶振接口106用于连接外部晶振，以提供时钟源。

实施时，晶振接口106可以外接32.768KHZ晶振，并通过时钟缓冲器107进行分频，产生1秒的时钟源，为设备状态显示驱动模块102、实时时钟模块103和看门狗模块104提供时间依据。

一些实施例中，为了确保集成电路的正常工作，如图3所示，集成电路还可以包括外部电源接口108；其中，外部电源接口108分别与设备状态显示驱动模块102、实时时钟模块103和看门狗模块104连接，用于接入外部电源。

在设备为电池时，外部电源可以是电池管理系统的电源，在电池管理系统正常工作的情况下，电池管理系统的电源为集成电路供电，以确保集成电路的正常工作。

然而，为了避免外部电源异常而影响集成电路的工作，一些实施例中，如图3所示，集成电路还可以包括内部电源模块109，内部电源模块109与实时时钟模块103连接，用于在外部电源108停止供电的情况下，为实时时钟模块103供电。

其中，内部电源模块109可以包括电池。

实施时，电池可以是纽扣电池。正常工作状态下，外部电源的电压通常高于纽扣电池的电压，此时，由外部电源供电，以确保各个功能模块的正常工作。而当外部电源下电时，纽扣电池可以为实时时钟模块提供工作电流，以确保实时时钟模块的正常运行，如此，外部电源下电后，其他功能模块关闭，只保留实时时钟模块的正常工作，降低了功耗，延长了纽扣电池的使用时间。

实际应用中，设备状态通常可以通过显示屏或者灯光进行展示，灯光相较于显示屏，其成本更低，为此，一些实施例中，设备状态显示驱动模块可以包括LED驱动模块；LED驱动模块用于连接多个LED，以展示设备状态。

其中，LED驱动模块可以包括多路驱动单元，每路驱动单元对应控制一个LED。

实施时，以设备为电池为例，LED驱动模块可以包括6路驱动单元，相应的，6路驱动单元对应驱动6个LED。6路驱动单元可以分成3个部分，其中，第一部分为4路驱动单元，用于进行电池荷电状态(StateOfCharge，SOC)指示，通过驱动对应的4个LED来显示电池的荷电状态。第二部分为1路驱动单元，用于进行运行指示。第三部分为1路驱动单元，用于进行告警指示。其中，每个LED都有常亮、常灭、闪烁1、闪烁2和闪烁3共5种展示状态。不同展示状态的组合表示不同的指示信息。电池管理系统的每一种SOC、运行或告警状态都有特定的显示组合，可以预先将所有的组合的显示方式以对应的分灯的展示状态写入寄存器中，每一种显示方式都有特定的寄存器存储。如此，依据内部的自定协议，需要显示某种状态就发送对应的指令，既确保了指示的有效性和准确性，又简化了软件代码，提升了驱动效率。

在一些实施例中，集成电路还可以包括其他的功能模块，相关的功能配置，使能都是通过IIC总线发送相关指令，协议可以内部定义，以达到控制的最简化。具体的，功能模块可以根据实际需求进行设置，此处不做限定。

本申请的实施例中，利用触发器、锁存器、计数器、振荡器等分立单元进行组合，以最少的分立单元搭建一个新的精简电路以实现特定功能，将各个功能配置成独立的模块，以替代独立芯片需要复杂的电路才能实现的功能，既降低了对空间资源的占用，又节省了独立芯片上多余的功能。并且，为各个功能模块配置特定的从机地址，采用IIC总线协议方式进行独立控制操作，与微控制单元交互只需两根通信线，大大节省了对微控制单元的接口资源的占用。

本申请的实施例还提供一种控制芯片，如图4所示，该控制芯片可以包括微控制单元401和如以上任一实施例所述的集成电路402。

其中，微控制单元401设置有IIC接口4011；微控制单元401通过IIC接口4011与集成电路402连接。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种集成电路，其特征在于，包括：IIC总线、设备状态显示驱动模块、实时时钟模块和看门狗模块；其中，

所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块分别连接于所述IIC总线；

所述IIC总线还用于连接微控制单元，所述微控制单元作为所述IIC总线连接的主机。

2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括：告警驱动模块；

所述告警驱动模块，连接于所述IIC总线。

3.根据权利要求2所述的集成电路，其特征在于，所述告警驱动模块包括内部振荡器。

4.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括晶振接口和与所述晶振接口连接的时钟缓冲器；

所述时钟缓冲器分别与所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块连接，所述晶振接口用于连接外部晶振，以提供时钟源。

5.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括外部电源接口；

所述外部电源接口，分别与所述设备状态显示驱动模块、所述实时时钟模块和所述看门狗模块连接，用于接入外部电源。

6.根据权利要求5所述的集成电路，其特征在于，还包括内部电源模块；

所述内部电源模块，与所述实时时钟模块连接，用于在所述外部电源停止供电的情况下，为所述实时时钟模块供电。

7.根据权利要求6所述的集成电路，其特征在于，所述内部电源模块包括电池。

8.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述设备状态显示驱动模块包括LED驱动模块；

所述LED驱动模块用于连接多个LED，以展示设备状态。

9.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述看门狗模块包括定时器。

10.一种控制芯片，其特征在于，包括微控制单元和如权利要求1-9任一项所述的集成电路；

所述微控制单元设置有IIC接口；

所述微控制单元通过所述IIC接口与所述集成电路连接。

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