專利名稱：液體蚊香加熱器專用集成電路芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及 一種液體蚊香加熱器專用集成電 路芯片。
背景技術(shù)：
液體蚊香因藥液揮發(fā)時(shí)間長、不必每天更換藥片而越來越受到眾多家庭的喜 愛，但因目前市售加熱器受售價(jià)低廉的因素，控制方式都還采用簡單的電源開關(guān)控制， 每天早晚都要人工開、關(guān)。難免會(huì)有由于回家時(shí)間晚，加熱器開啟時(shí)間短，以致藥液揮 發(fā)濃度不夠，滅蚊效果不好，影響睡眠；或者會(huì)因早晨起床匆忙，忘記關(guān)閉加熱器，以 致長時(shí)間通電加熱而造成藥液及電能的浪費(fèi)的事情發(fā)生。若要改變目前液體蚊香加熱器的技術(shù)含量低，功能簡單的現(xiàn)狀，使用現(xiàn)代科學(xué) 電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化控制。最好的方法是采用MCU微處理器，軟件控制硬件，達(dá)到技 術(shù)更新、升級(jí)換代的目的。經(jīng)過百度、谷歌等網(wǎng)絡(luò)搜索查詢，發(fā)現(xiàn)因加熱器售價(jià)低，所 以市場上并無專用MCU微處理器，而若使用現(xiàn)有四位或八位MCU微處理器控制，又會(huì) 遇到通用MCU芯片成本高、外圍輔助元器件多、布線復(fù)雜、PCB電路板面積大、軟件需 要專門開發(fā)等問題，從而形成加熱器單位成本升高過大，不符合液體蚊香加熱器這種小 家電低成本要求，無法真正的進(jìn)入市場。
發(fā)明內(nèi)容因此為克服目前液體蚊香加熱器必需人工控制，技術(shù)簡單的不足，也因目前尚 無此專用集成電路芯片的不足，為促進(jìn)其技術(shù)進(jìn)步，結(jié)合現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能 化控制，開發(fā)出一種集成度高、使用方便、內(nèi)置程序、成本低廉的專用集成電路，是本 實(shí)用新型的發(fā)明目的所在。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種液體蚊香加熱器專 用集成電路芯片，它在通用4位微處理器核心的基礎(chǔ)上，將所需的外部各輔助電路及元 器件，包括上電復(fù)位電路、晶體諧振器所用的補(bǔ)償電容、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二 極管所用的限流電阻、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)SCR可控硅所用的推動(dòng)電阻，及用于抗干擾性 保護(hù)的ESD 二極管，均封裝于集成電路芯片內(nèi)部而成。上述技術(shù)方案中，所述4位微處理器核心，配置4位ALU、IK字節(jié)的程序存儲(chǔ) 器E2PROM、40字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器以及擴(kuò)展寄存器、二個(gè)8位定時(shí)/計(jì) 數(shù)器、一個(gè)看門狗定時(shí)器；采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，RISC精簡指令集。所述上電復(fù)位電路，將原本通用MCU需要外部連接的上電復(fù)位電路，電阻 RU 二極管Dl和電容C3等三個(gè)元件集成封裝于芯片內(nèi)部。所述振蕩器電路，在OSCO和OSCl引腳之間連接32.768KHZ晶體振蕩器，提供 系統(tǒng)工作的RTC時(shí)鐘，標(biāo)準(zhǔn)24制時(shí)鐘計(jì)時(shí)，RTC晶振連接的補(bǔ)償電容Cl、C2集成于芯 片內(nèi)部。[0009]所述I/O輸出端口電路，兩個(gè)I/O輸出端口 PB.O、PB.1中，ΡΒ.0固定于直接驅(qū)
動(dòng)外部LED發(fā)光二極管，為工作模式指示燈用，限流電阻R2內(nèi)置于芯片中；PB.1固定 于直接驅(qū)動(dòng)SCR可控硅，控制PTC熱敏電阻加熱蚊香液，推動(dòng)電阻R3、D2內(nèi)置于芯片 中；PB.1端口內(nèi)部還增加了用于ESD保護(hù)的防護(hù)二極管D3、D4。 本實(shí)用新型芯片由于從低成本加熱器專用系統(tǒng)角度出發(fā)，系統(tǒng)采用無LCD顯示 方案，芯片硬件設(shè)計(jì)為不能連接顯示屏，無法直觀顯示、校準(zhǔn)時(shí)鐘，因此軟件采用獨(dú)特 的指定默認(rèn)時(shí)間(19:00整)，電池上電初始化校準(zhǔn)時(shí)鐘的方法；同時(shí)軟件程序從仿生學(xué) 角度設(shè)計(jì)，提供了休眠、強(qiáng)、中、弱等不同工作模式，適用于多種用戶使用環(huán)境。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及效果本實(shí)用新型芯片由于采用ASIC定向開發(fā)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)單芯片系統(tǒng)方案， 使得芯片外圍元件使用數(shù)量大為減少。本實(shí)用新型芯片與通用MCU微處理器相比，具有體積更小、成本降低、系統(tǒng)外 圍電路更加簡單等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)由于內(nèi)置程序，不需加熱器生產(chǎn)廠家軟件開發(fā)，降低芯片 的使用成本，便于產(chǎn)品的升級(jí)換代。

圖1是采用本實(shí)用新型集成電路芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是采用通用MCU設(shè)計(jì)的加熱器系統(tǒng)電路圖。圖3是采用本實(shí)用新型芯片設(shè)計(jì)的加熱器系統(tǒng)電路圖。圖4是本實(shí)用新型芯片的軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種液體蚊香加熱器專用集成電路芯片結(jié)合附圖詳細(xì)說明如 下芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。在通用4位微處理器核心的基礎(chǔ)上，針對液 體蚊香加熱器專用系統(tǒng)，定向開發(fā)，重新ASIC優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)整合芯片外圍電路，使得 系統(tǒng)外部元件使用更少。具體包括4位微處理器核心，配置4位ALU、IK字節(jié)的程序存儲(chǔ)器E2PROM、40字節(jié)的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器以及擴(kuò)展寄存器、二個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、一個(gè)看門狗定時(shí) 器；采用哈佛總線(Harvard)結(jié)構(gòu)，RISC精簡指令集。將原本通用MCU需要外部連接的上電復(fù)位電路，如圖2所示，電阻R1、二極管 Dl和電容C3等三個(gè)元件集成封裝于芯片內(nèi)部，既節(jié)省芯片外圍元件，又節(jié)省了 RST管 腳及系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)專用的角度，取消了通用MCU的多種振蕩器工作模式，只保留低頻晶振 模式，在OSCO和OSCl引腳之間連接32.768KHZ晶體振蕩器，提供系統(tǒng)工作的RTC時(shí) 鐘，標(biāo)準(zhǔn)24制時(shí)鐘計(jì)時(shí)，RTC晶振的典型連接如圖2、圖3所示，補(bǔ)償電容Cl、C2都 集成于芯片內(nèi)部了，無需外部連接。兩個(gè)I/O輸出端口 PB.O、PB. 1,如圖2、圖3所示，ΡΒ.0固定于直接驅(qū)動(dòng)外部
LED發(fā)光二極管，為工作模式指示燈用，同時(shí)將原應(yīng)外部連接的限流電阻R2內(nèi)置于芯片中；PB.1固定于直接驅(qū)動(dòng)SCR可控硅，控制PTC熱敏電阻加熱蚊香液，同時(shí)將原應(yīng)外部 連接的推動(dòng)電阻R3、D2內(nèi)置于芯片中；為提高管腳抗干擾性，PB.1端口內(nèi)部還增加了 用于ESD保護(hù)的防護(hù)二極管D3和D4等元件。本實(shí)用新型芯片由于從低成本加熱器專用系統(tǒng)角度出發(fā)，系統(tǒng)采用無LCD顯示 方案，芯片硬件設(shè)計(jì)為不能連接顯示屏，無法直觀顯示、校準(zhǔn)時(shí)鐘，因此軟件采用獨(dú)特 的指定默認(rèn)時(shí)間(19:00整)，電池上電初始化校準(zhǔn)時(shí)鐘的方法。本實(shí)用新型芯片軟件流程如圖4所示，通過I/O輸入端口的高低電平輸入狀態(tài)不 同，提供四種工作模式，具體為休眠模式、強(qiáng)、中、弱工作模式，適用于多種用戶環(huán) 境。各模式的詳細(xì)功能列于表1。軟件程序從仿生學(xué)角度設(shè)計(jì)，根據(jù)蚊蟲的活動(dòng)規(guī)律，在每晚20時(shí)蚊蟲剛開始 活躍時(shí)，就自動(dòng)開啟，保障房間藥液濃度，即時(shí)驅(qū)滅蚊蟲，提供一個(gè)良好的睡眠環(huán)境。 并且將軟件設(shè)置為強(qiáng)、中、弱不同工作模式，白天自動(dòng)關(guān)閉，夜晚根據(jù)三檔不同設(shè)置自 動(dòng)間歇運(yùn)行，既可以適用于各用戶不同的使用環(huán)境，又能夠在保證藥液揮發(fā)濃度的前提 下，最大限度的、科學(xué)合理的節(jié)約藥液及電能。同時(shí)還專門提供了一個(gè)休眠工作模式，用于當(dāng)冬季、春季蚊蟲活動(dòng)減少，加熱 器不再使用，關(guān)閉交流電源時(shí)，系統(tǒng)只保留RTC時(shí)鐘工作，其他模塊全部停止工作，可 以使系統(tǒng)工作在休眠省電狀態(tài)下，用以延長電池使用壽命。表 1
工作 模式功能休眠只RTC時(shí)鐘工作，其他全部停止，適用于關(guān)閉交流電源， 長期不使用時(shí)，休眠省電。強(qiáng)-每晚20時(shí)自動(dòng)開啟至早晨6時(shí)停止，適用于房間大或單 位等場所。每日工作十小時(shí)，不再需要每天開關(guān)電源，實(shí) .現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)開關(guān)機(jī)。中每晚20時(shí)自動(dòng)開啟，每小時(shí)工作40分鐘，停止20分鐘， 間歇工作循環(huán)至次日早晨6時(shí)，適用于家庭環(huán)境。工作六 小時(shí)30分鐘，相比普通加熱器電能及藥液使用量可節(jié)約弱每晚20時(shí)自動(dòng)開啟至晚23時(shí)停止，適用于嬰幼兒房間。 經(jīng)此上述芯片硬件電路優(yōu)化整合，使用本實(shí)用新型集成電路芯片開發(fā)液體蚊香 加熱器系統(tǒng)，外圍只需連接晶振、LED發(fā)光二極管及單向可控硅、PTC加熱電阻五個(gè)最 基本元件器即可構(gòu)成完整的加熱器系統(tǒng)；相比采用通用MCU設(shè)計(jì)，硬件電路更加簡單， 可節(jié)省上電復(fù)位電路、晶振電路、LED發(fā)光二極管及SCR可控硅輸出驅(qū)動(dòng)電路等所需相 關(guān)外圍輔助元器件十余只，既節(jié)約外圍元件采購成本，又可簡化電路圖設(shè)計(jì)，減少PCB 電路板使用面積。同時(shí)在本實(shí)用新型集成電路芯片的硬件基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟件的靈活編 程，還可開發(fā)出多種不同功能的液體蚊香加熱器及其他定時(shí)小家電產(chǎn)品。[0031] 由于本專用集成電路芯片己將程序固化內(nèi)置，相比采用通用MCU設(shè)計(jì)，不需要 生產(chǎn)廠家在專門開發(fā)程序軟件，節(jié)省了軟件開發(fā)費(fèi)，便于廠家直接使用，利于加熱器生 產(chǎn)廠家的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品更新、升級(jí)換代。
權(quán)利要求1.一種液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，其特征是它在通用4位微處理器核心的基礎(chǔ)上，將所需的外部各輔助電路及元器件，包括上 電復(fù)位電路、晶體諧振器所用的補(bǔ)償電容、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二極管所用的限 流電阻、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)SCR可控硅所用的推動(dòng)電阻，及用于抗干擾性保護(hù)的ESD 二 極管，均封裝于集成電路芯片內(nèi)部而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，其特征是所述4位微 處理器核心，配置4位ALU、IK字節(jié)的程序存儲(chǔ)器E2PROM、40字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特 殊功能寄存器以及擴(kuò)展寄存器、二個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、一個(gè)看門狗定時(shí)器；采用哈佛總 線結(jié)構(gòu)，RISC精簡指令集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，其特征是所述上電 復(fù)位電路，將原本通用MCU需要外部連接的上電復(fù)位電路，電阻(R1)、二極管(Dl)和 電容(C3)等三個(gè)元件集成封裝于芯片內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，其特征是所述振蕩 器電路，在OSCO和OSCl引腳之間連接32.768KHZ晶體振蕩器，提供系統(tǒng)工作的RTC時(shí) 鐘，標(biāo)準(zhǔn)24制時(shí)鐘計(jì)時(shí)，RTC晶振連接的補(bǔ)償電容(Cl、C2)集成于芯片內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，其特征是所述I/O輸 出端口電路，兩個(gè)I/O輸出端口(PB.O、PB.1)中，ΡΒ.0固定于直接驅(qū)動(dòng)外部LED發(fā)光 二極管，為工作模式指示燈用，限流電阻(R2)內(nèi)置于芯片中；PB.1固定于直接驅(qū)動(dòng)SCR 可控硅，控制PTC熱敏電阻加熱蚊香液，推動(dòng)電阻(R3、D2)內(nèi)置于芯片中；PB.1端口 內(nèi)部還增加了用于ESD保護(hù)的防護(hù)二極管(D3、D4)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液體蚊香加熱器專用集成電路芯片，基于SOC技術(shù)，ASIC定向開發(fā)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。它在通用4位微處理器核心的基礎(chǔ)上，將所需的外部各輔助電路及元器件，如上電復(fù)位電路、晶體諧振器所用的補(bǔ)償電容、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二極管所用的限流電阻、I/O輸出端口驅(qū)動(dòng)SCR可控硅所用的推動(dòng)電阻，及用于抗干擾性保護(hù)的ESD二極管等，均封裝與集成電路芯片內(nèi)部，使得芯片外圍元件使用數(shù)量大為減少；程序根據(jù)仿生學(xué)設(shè)計(jì)，可提供多種工作模式；具有體積更小、成本降低、系統(tǒng)外圍電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于內(nèi)置程序，不需要加熱器生產(chǎn)廠家軟件開發(fā)，降低芯片的使用成本，便于產(chǎn)品的升級(jí)換代。
文檔編號(hào)G05B19/02GK201804226SQ201020195218
公開日2011年4月20日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者陸平 申請人:陸平