專利名稱：使用單片機實現(xiàn)dallas單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊。特別是涉及 一種可以解決ATMEGA48/88/168系列單片機，與所有帶DALLAS單總線協(xié)議接口的芯片進 行低功耗通訊問題的使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，需要鋰離子電池供電的便攜式設(shè)備，UPS (不間斷電源)等電池 PACK (包)的使用越來越普遍。隨之而來，人們對于電池電量的計算與顯示的精度要求 越來越高。MAXIM公司的專用電量計芯片DS2781以其超低功耗和精確的電量計算功能， 得到了許多工程師的歡迎。由于DS2781采用DALLAS公司專用的1-WIRE單總線協(xié)議并在 通訊中處于從機的角色，所以需要一個主機來訪問它來讀取電池電量。而總線通訊的功 耗問題是制約便攜式設(shè)備小型化與智能化的瓶頸。
DS2781測量可充電Li+和Li+聚合物電池的電壓、溫度和電流，并估算其剩余電量。 用于計算電量的電池組特性參數(shù)和應(yīng)用參數(shù)存儲在片上EEPROM中。主機可以通過通訊接 口，按照通訊協(xié)議把DS2781片上EEPROM中的信息讀取出來，主要讀取在當(dāng)前溫度、放 電速率、存儲電荷以及應(yīng)用參數(shù)下，剩余電量的保守估計。剩余電量估算結(jié)果都以毫安 時和滿容量的百分比表示。
Dallas Semiconductor公司目前生產(chǎn)的1-Wire器件已有30多種。Dallas Semiconductor公司的l-Wire總線是一種簡單的信號交換架構(gòu)，通過一條線路在主機與外
圍器件之間進行雙向通信。
ATMEL公司的ATMEGA48微控制器已經(jīng)成為低功耗、低成本系統(tǒng)解決方案的主流選擇。 這些微處理器有多個通用輸入輸出引腳(GPIO)，通過對這些引腳的輸出狀態(tài)進行組合就 可實現(xiàn)Dallas Semiconductor的1-Wire協(xié)議。
主機端1-Wire協(xié)議的實現(xiàn)，GPIO只需要兩個狀態(tài)即可，即高阻態(tài)和邏輯低電平。 在電路外面，這個引腳要通過一個上拉電阻接至電源正端。
用上述兩種GPI0口的狀態(tài)，加上延時子程序可以方便地實現(xiàn)通訊協(xié)議。但是與此同 時，功耗問題也隨之出現(xiàn)了。 一方面由于GPIO 口不停的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使MCU (單片機)一 直工作在正常模式。另一方面，由于通訊用的GPIO 口外接上拉電阻，在3.3V供電的情 況下加上MCU的其他功能，會有2 5mA的耗電。對于便攜式設(shè)備的待機時間的延長是個 致命的因素。耗電主要來自于GPIO 口外接上拉電阻和MCU的工作。
如圖1所示，R(5K)為總線上拉電阻。其中，單片機U的腳25與電量計芯片U2的 腳5相連接，兩者的連接點還與電阻R的一端相連，電阻R的另一端連接電源U4的輸出端3.3V，這種連接結(jié)構(gòu)，會在單片機U與電量計芯片U2不通訊的時候也耗電(3.3V/5K 歐=0. 66mA)。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以解決ATMEGA48/88/168系列單片 機與所有帶DALLAS單總線協(xié)議接口的芯片進行低功耗通訊問題的使用單片機實現(xiàn) DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)。本實用新型所采用的技術(shù)方案是 一種使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗 通訊結(jié)構(gòu)，包括有單片機和電量計芯片，以及供電電源，所述的單片機的腳25與電量計 芯片的腳5相連接，而且，兩者的連接點還連接有電阻R的一端，電阻R的另一端與單 片機的腳23連接。本實用新型的使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)，只是采用簡 單的結(jié)構(gòu)，改變總線上拉電阻的接法，用MCU的通用GPIO口提供單總線的上拉電源，在 MCU的正常工作模式下，需要通訊的時候打開電源,不通訊的時候關(guān)閉電源，可以減小上拉 電阻的耗電。從而解決了 ATMEGA48/88/168系列單片機與所有帶DALLAS單總線協(xié)議接口 的芯片進行低功耗通訊的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電路原理圖； 圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型的使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊 結(jié)構(gòu)做出詳細說明。如圖2所示，本實用新型的使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)， 包括有單片機U和電量計芯片U2，以及供電電源U4。其中，單片機U的腳4和腳6連 接3. 3V的電源，腳18和腳20通過電感Ll連接3. 3V的電源，還通過電容C9接地，腳3、 腳5和腳21接地，腳25與電量計芯片U2的腳5相連接，而且，單片機U的腳25與電 量計芯片U2的腳5兩者的連接點還連接有電阻R的一端，電阻R的另一端與單片機U的 腳23連接。上述的電阻R為總線上拉電阻。本實用新型將總線上拉電阻R接到單片機U的一個GPIO (通用可編程IO) 口，如圖 中PC0口 (腳23)來提供電源(提供的電壓略低于單片機U的VCC輸入電壓，約為 3. 3V-0. 3V=3V)。使單片機周期性的進入掉電模式，并用看門狗周期性的中斷喚醒，可 以有效的降低功耗。即，可以在不通訊的時候，使PCO 口為底電平，從而使總線上拉電阻 不耗電。在上述實施例的電路中，單片機的型號是ATMEGA48;電量計芯片U2型號是DS2781。
權(quán)利要求1.一種使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)，包括有單片機(U)和電量計芯片(U2)，以及供電電源(U4)，其特征在于，所述的單片機(U)的腳25與電量計芯片(U2)的腳5相連接，而且，兩者的連接點還連接有電阻R的一端，電阻R的另一端與單片機(U)的腳23連接。
專利摘要本實用新型公開一種使用單片機實現(xiàn)DALLAS單總線協(xié)議的低功耗通訊結(jié)構(gòu)，包括有單片機和電量計芯片，以及供電電源，所述的單片機的腳25與電量計芯片的腳5相連接，而且，兩者的連接點還連接有電阻R的一端，電阻R的另一端與單片機的腳23連接。本實用新型只是采用簡單的結(jié)構(gòu)，改變總線上拉電阻的接法，用MCU的通用GPIO口提供單總線的上拉電源，在MCU的正常工作模式下，需要通訊的時候打開電源，不通訊的時候關(guān)閉電源，可以減小上拉電阻的耗電。從而解決了ATMEGA48/88/168系列單片機與所有帶DALLAS單總線協(xié)議接口的芯片進行低功耗通訊的問題。
文檔編號G06F1/32GK201134073SQ20072009929
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者田俊成, 胡俊華, 璐 靳 申請人:天津力神電池股份有限公司