TW201421915A - 單一線訊號處理方法及電路 - Google Patents

Abstract

一種用於一單一線之訊號處理方法，包含有透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及解碼該原始碼以產生一控制碼；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。

Description

單一線訊號處理方法及電路

本發明係指一種訊號處理方法及電路，尤指一種利用單一線來接收訊號，以減少接腳數目之訊號處理方法及電路。

雖然積體電路數位化與整合化已成為發展趨勢，但隨著生活上許多特殊應用之需求，具類比應用之單獨型(stand alone)積體電路也是不可或缺，如驅動發光二極體(LED)或觸控感應等之積體電路。單獨型積體電路大部分為了某特殊規格或需求而設計，所以內部電路係針對特殊應用來設計，因此相關控制系統不會像整合型積體電路藉由內部中央處理器與預先儲存之程式碼來控制，而往往需經由積體電路之接腳被動地接收外部控制元件之控制訊號，以轉換處理成控制資訊，進而控制其外部元件如發光二極體之亮度。習知之控制系統會使用多根接腳來接收外部控制訊號，如使用兩根接腳的內部整合電路(Inter-Integrated Circuit，I²C)匯流排通訊介面，係分別利用串列資料(SDA)以及串列時脈(SCL)兩接腳來串列接收並解碼處理成控制資訊，進而控制外部元件。

然而，隨著晶片製程的演進，使得單獨型積體電路內部電路所佔晶片面積縮小；若仍使用多根接腳之控制系統來接收外部的控制訊號，將會使得積體電路之晶片墊片數目變多，而造成晶片面積因 外圍總墊片數增加而變大，且同時增加了晶片之封裝成本。另一方面，當在相同接腳之使用情形之下，如果控制系統之接腳數目可以減少，其也可保留更多接腳給其他用途來使用。有鑑於此，習知技術實有改進之必要。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於訊號處理方法及電路，其可利用單一線來接收訊號，以減少接腳數目。

本發明揭露一種用於一單一線之訊號處理方法，包含有透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及解碼該原始碼，以產生一控制碼；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。

本發明另揭露一種用於一單一線之訊號處理電路，包含有一單一輸入端，用來透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；一脈衝寬度偵測單元，用來根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及一解碼單元，用來解碼該原始碼，以產生一控制 碼；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。

本發明另揭露一種控制系統，用來控制一發光二極體(LED)之發光亮度，包含有一單一線；一訊號處理電路，包含有一單一輸入端，用來透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；一脈衝寬度偵測單元，用來根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及一解碼單元，用來解碼該原始碼，以產生一控制碼；一核心電路，用來依據該控制碼，產生一控制訊號；以及一驅動電路，用來驅動該發光二極體，並依據該控制訊號調整該發光二極體之發光亮度；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一控制系統10之示意圖。如第1圖所示，控制系統10用來控制一負載元件108，並包含有一訊號處理電路102、一核心電路104以及一驅動電路106。訊號處理電路102序列地接收外部之一輸入訊號IN並處理成為一控制碼 CODE；其中，值得注意地，輸入訊號IN為單一線訊號，並經由一單一接腳100傳輸，所以當控制系統10實現於積體電路時，單一接腳100係為積體電路封裝上之一接腳。核心電路104用來依據控制碼CODE，產生一控制訊號CTL，以控制驅動電路106，其可以是一中央處理器或特殊設計之控制電路等並不受限。驅動電路106用來驅動負載元件108，並依據核心電路104所產生之控制訊號CTL來控制流經負載元件108的電流I_LOAD大小。舉例而言，當負載元件108為發光二極體(LED)時，驅動電路106可以為恆壓式驅動電路、恆流式驅動電路或脈衝式驅動電路等，用來驅動發光二極體，使發光二極體發光，並控制流經發光二極體的電流，以達到或貼近原有設計要求的數值，使其穩定而不受電源電壓、溫度、順向偏壓差異等因素影響。並且，驅動電路106也可依據控制訊號CTL，控制流經發光二極體的電流大小，藉以調整發光二極體LED之發光亮度。

換句話說，控制系統10使用單一接腳100來接收輸入訊號IN，並藉由訊號處理電路102轉換與解碼，再由核心電路104根據訊號處理電路102解碼後之控制碼CODE來控制驅動電路106，以控制流經負載元件108的電流I_LOAD大小。藉此，控制系統10只使用一個接腳來接收外部控制訊號，可減少接腳數目，以節省成本。

詳細來說，請參考第2圖，第2圖為訊號處理電路102之一實施例之示意圖。如第2圖所示，訊號處理電路102包含有一單一輸 入端200、一脈衝寬度偵測單元202以及一解碼單元204。為了更清楚地說明訊號處理電路102之運作方式，請同時參考第3圖，第3圖為第2圖中輸入訊號IN之一範例示意圖。如第3圖所示，輸入訊號IN係由脈衝訊號302、304、306、308所組成，其中脈衝訊號302、306之寬度大於一第一時間寬度TP1，而脈衝訊號304、308之寬度小於一第二時間寬度TP2。輸入訊號IN透過單一線經由單一輸入端200傳輸至脈衝寬度偵測單元202。脈衝寬度偵測單元202會依序偵測脈衝訊號302、304、306、308之寬度，並根據脈衝訊號302、306之寬度大於第一時間寬度TP1而產生對應位元為邏輯值1(如第3圖之脈衝訊號302、306中所標示)，根據脈衝訊號304、308之寬度小於第二時間寬度TP2而產生對應位元為邏輯值0(如第3圖之脈衝訊號304、308中所標示)。最後，脈衝寬度偵測單元202再將所產生之對應位元值依序收集成為一原始碼SRC為1010，而獲取的原始碼SRC便是外部電路傳送給控制系統10之控制資訊的代碼。接著，解碼單元204會依據核心電路104之設計將原始碼SRC解碼為核心電路104可辨識之控制碼CODE，以產生控制訊號來控制驅動電路106。

如此一來，外部電路便可依據欲傳送之控制資訊編碼成代碼，將代碼之位元值，依序產生所對應之脈衝訊號寬度大小而成為輸入訊號IN並傳輸至控制系統10，藉此，訊號處理電路102可只利用單一線同步地接收輸入訊號IN並依據其脈衝訊號寬度來轉換以獲取控制資訊，並解碼而成控制碼CODE，即可減少控制系統10之接 腳數目。

關於訊號處理電路102的操作方式可歸納為一訊號處理流程40，如第4圖所示，訊號處理流程40包含有以下步驟：

步驟400：開始。

步驟402：透過單一線接收輸入訊號IN。

步驟404：根據複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成原始碼SRC。

步驟406：解碼原始碼SRC以產生控制碼CODE。

步驟408：結束。

關於訊號處理流程40詳細內容可參考前述，於此不贅述。

更進一步地，請參考第5圖，第5圖為本發明實施例負載元件108電流I_LOAD與所對應控制碼CODE之關係圖。如第5圖所示，藉由核心電路104與驅動電路106之運作，可將控制碼CODE轉為控制流經負載元件108之電流I_LOAD大小，即當控制碼為0000、0001、...1010、1111時，其相對應電流I_LOAD大小將控制為I₀、I₁、...I₁₀、I₁₅，藉此，當負載元件108為發光二極體時，便可以控制電流I_LOAD大小，以調整發光二極體之發光亮度。

需注意的是，以上所述為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。舉例來說，於第2圖及第3圖中，脈衝寬度偵測單元202係根據脈衝訊號302、306之寬度 大於第一時間寬度TP1而產生對應位元為邏輯值1，以及根據脈衝訊號304、308之寬度小於第二時間寬度TP2而產生對應位元為邏輯值0。然而，於其他實施例，也可以根據脈衝訊號302、306之寬度大於第一時間寬度TP1時，產生對應位元為邏輯值0，根據脈衝訊號304、308之寬度小於第二時間寬度TP2產生對應位元為邏輯值1。凡是利用輸入訊號IN之脈衝訊號之寬度來區分其所對應的位元值，皆屬本發明之範疇，而不限於此。再者，用於區分脈衝寬度之第一時間寬度TP1與第二時間寬度TP2，也可據以變化而為相同之時間寬度，藉此，便可依據此相同之時間寬度來獲取所對應之邏輯值為1或0。

除此之外，原始碼SRC之長度亦可依據實際需求而來增加或減少，並可利用其他更長時間寬度之脈衝訊號來代表輸入訊號IN所傳送之脈衝訊號為原始碼SRC結束之脈衝訊號，或者利用訊號持續為高電位或持續為低電位來代表，且不限於此。而控制碼CODE也可以視核心電路之設計來決定是否與原始碼SRC同，即解碼單元204只單純的複製原始碼SRC為控制碼CODE。另一方面，控制系統10也可以先利用一儲存電路先儲存處理完畢產生之控制碼CODE，訊號處理電路102便可立即地再接收下一控制訊號，等核心電路104執行完一程序後再依據所儲存之控制碼CODE，來產生控制訊號，進而可以使訊號處理電路102與核心電路104同步運作以增加控制之反應速度。

更進一步地，本發明之控制系統10除了控制負載元件108如發光二極體之電流來調整發光二極體之發光亮度外，於其他應用上，也可以控制如馬達之電壓，調整馬達之轉速，或控制其他大功率之發光元件之電壓，以改變其發光色度等，可據以變化應用並不受限。

綜上所述，習知之控制系統會使用多根接腳來接收外部控制訊號，將使得控制系統之成本增加。相較之下，本發明利用單一線來接收訊號，可以減少控制系統之接腳數目及成本。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧控制系統

100‧‧‧單一接腳

102‧‧‧訊號處理電路

104‧‧‧核心電路

106‧‧‧驅動電路

108‧‧‧負載元件

200‧‧‧單一輸入端

202‧‧‧脈衝寬度偵測單元

204‧‧‧解碼單元

IN‧‧‧輸入訊號

CODE‧‧‧控制碼

CTL‧‧‧控制訊號

LED‧‧‧發光二極體

I_LOAD‧‧‧電流

I₀~I₁₅‧‧‧電流值

TP1、TP2‧‧‧時間寬度

302、304、306、308‧‧‧脈衝訊號

40‧‧‧流程

400~408‧‧‧步驟

第1圖為本發明實施例一控制系統之示意圖。

第2圖為本發明實施例一訊號處理電路之示意圖。

第3圖為本發明實施例一輸入訊號之示意圖。

第4圖為本發明實施例一訊號處理流程之示意圖。

第5圖為本發明實施例發光二極體電流與所對應控制碼之關係圖。

100‧‧‧單一接腳

102‧‧‧訊號處理電路

104‧‧‧核心電路

106‧‧‧驅動電路

108‧‧‧負載元件

IN‧‧‧輸入訊號

CODE‧‧‧控制碼

CTL‧‧‧控制訊號

I_LOAD‧‧‧電流

Claims (16)

1. 一種用於一單一線之訊號處理方法，包含有：透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及解碼該原始碼，以產生一控制碼；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。
2. 如請求項1所述之訊號處理方法，其中該第一位元值為邏輯值1以及該第二位元值為邏輯值0。
3. 如請求項1所述之訊號處理方法，其中該第一位元值為邏輯值0以及該第二位元值為邏輯值1。
4. 如請求項1所述之訊號處理方法，其中該第一時間寬度等於該第二時間寬度。
5. 如請求項1所述之訊號處理方法，其中該原始碼為一長度可變 之二位元碼(Binary Code)。
6. 一種用於一單一線之訊號處理電路，包含有：一單一輸入端，用來透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；一脈衝寬度偵測單元，用來根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及一解碼單元，用來解碼該原始碼，以產生一控制碼；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。
7. 如請求項6所述之訊號處理電路，其中該第一位元值為邏輯值1以及該第二位元值為邏輯值0。
8. 如請求項6所述之訊號處理電路，其中該第一位元值為邏輯值0以及該第二位元值為邏輯值1。
9. 如請求項6所述之訊號處理電路，其中該第一時間寬度等於該第二時間寬度。
10. 如請求項6所述之訊號處理電路，其中該原始碼為一長度可變之二位元碼(Binary Code)。
11. 一種控制系統，用來控制一發光二極體(LED)之發光亮度，包含有：一單一線；一訊號處理電路，包含有：一單一輸入端，用來透過該單一線接收一輸入訊號，該輸入訊號包含複數個脈衝訊號；一脈衝寬度偵測單元，用來根據該複數個脈衝訊號之複數個寬度，產生對應於該複數個脈衝訊號之複數個位元，並形成一原始碼；以及一解碼單元，用來解碼該原始碼，以產生一控制碼；一核心電路，用來依據該控制碼，產生一控制訊號；以及一驅動電路，用來驅動該發光二極體，並依據該控制訊號調整該發光二極體之發光亮度；其中該複數個脈衝訊號之一第一脈衝訊號之一寬度小於一第一時間寬度時，該第一脈衝訊號對應之一第一位元為一第一位元值，該複數個脈衝訊號之一第二脈衝訊號之一寬度大於一第二時間寬度時，該第二脈衝訊號對應之一第二位元為一第二位元值。
12. 如請求項11所述之控制系統，另包含有：一儲存電路，用來儲存該控制碼；其中該核心電路係依據該儲存電路所儲存之該控制碼，產生該控制訊號。
13. 如請求項11所述之控制系統，其中該第一位元值為邏輯值1以及該第二位元值為邏輯值0。
14. 如請求項11所述之控制系統，其中該第一位元值為邏輯值0以及該第二位元值為邏輯值1。
15. 如請求項11所述之控制系統，其中該第一時間寬度等於該第二時間寬度。
16. 如請求項11所述之控制系統，其中該原始碼為一長度可變之二位元碼(Binary Code)。