传感器引脚的功能控制方法、电路、芯片及电子设备与流程

1.本公开实施例涉及传感器引脚的功能控制技术领域，更具体地，涉及传感器引脚的功能控制方法、电路、芯片及电子设备。


背景技术：

2.传感器的引脚多用于采集模拟信号以及输出信号，例如压力传感器的sdo(service data objects)引脚，主要作为4线spi的串行数据(serial data)输出，当压力传感器不使用spi改使用i2c作为传输途径时，此sdo引脚则会作为i2c device id的最低有效位(lest significant bit，lsb)使用，也就是作为输入使用。
3.因此，在一种通讯方式下，压力传感器的一个引脚只能具有一种作用，可以理解的是，压力传感器的引脚在制作完成后，其引脚的数量是有限的，但产品是更新迭代的，当一个产品的功能增加之后，一个压力传感器的引脚可能不够使用，此时若更换压力传感器会增加成本。
4.由此可知，传感器的引脚利用率较低，当传感器的引脚数量不足时，现有的传感器引脚不能满足产品迭代需求。


技术实现要素：

5.本公开的一个目的是提供一种传感器引脚的功能控制方法电路、芯片及电子设备的新的技术方案。
6.第一方面，提供一种传感器引脚的功能控制方法，所述方法包括：
7.接收对于同一传感器引脚的控制信号；
8.根据所述控制信号控制所述传感器引脚的运行状态；
9.其中，所述控制信号包括第一信号和第二信号，在所述控制信号为第一信号的情况下，所述传感器引脚被配置为第一运行状态，在所述控制信号为第二信号的情况下，所述传感器引脚被配置为第二运行状态。
10.可选地，所述第一信号为高电平信号，所述第二信号为低电平信号，所述根据所述控制信号控制所述传感器引脚的运行状态，包括：
11.在所述控制信号为第一信号的情况下，所述第一运行状态为传感器引脚被配置为数据输入状态；
12.在所述控制信号为第二信号的情况下，所述第二运行状态为传感器引脚被配置为中断输出状态。
13.可选地，所述传感器引脚连接有i2c总线，所述方法还包括：
14.获取所述i2c总线的数据线和控制线的传输状态；
15.根据所述数据线和控制线的传输状态，确定所述i2c总线的数据传输时间；
16.在所述i2c总线的数据传输时间内，控制所述传感器引脚处于第一运行状态。
17.可选地，所述传感器引脚连接有四线串行外设接口，所述方法包括：
18.接收所述四线串行外设接口传输的串行数据；
19.根据所述串行数据，确定所述传感器引脚的运行状态为串行数据输出。
20.第二方面，提供一种传感器引脚的功能控制电路，所述电路包括：
21.传感器和控制模块；
22.所述传感器设置有传感器引脚，所述传感器引脚用于接收控制信号；
23.所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述传感器引脚的运行状态；
24.其中，所述控制信号包括第一信号和第二信号，在所述控制信号为第一信号的情况下，所述传感器引脚被配置为第一运行状态，在所述控制信号为第二信号的情况下，所述传感器引脚被配置为第二运行状态。
25.可选地，所述传感器引脚为开放漏极型引脚。
26.可选地，所述电路包括i2c数据检测电路，所述i2c数据检测电路的输入端连接i2c总线，所述i2c数据检测电路的输出端连接所述控制模块，所述i2c数据检测电路用于根据所述i2c总线的传输状态确定所述i2c总线的数据传输时间，在所述i2c总线的数据传输时间内，控制所述传感器引脚处于第一运行状态。
27.可选地，所述i2c数据检测电路包括：第一脉冲信号检测电路、第二脉冲信号检测电路和周期信号触发器，所述第一脉冲信号检测电路的输入端和所述第二脉冲信号检测电路的输入端为所述i2c数据检测电路的输入端；
28.所述第一脉冲信号检测电路的输出端连接至所述周期信号触发器的第一输入端，所述第二脉冲信号检测电路的输出端连接至所述周期信号触发器的第二输入端，所述周期信号触发器的输出端为所述i2c数据检测电路的输出端；
29.其中，所述第一脉冲信号检测电路用于接收所述i2c总线的数据传输起始信号，所述第二脉冲信号检测电路用于接收所述i2c总线的数据传输结束信号，所述周期信号触发器用于根据所述数据传输起始信号和所述数据传输结束信号生成关于所述数据传输时间的周期信号。
30.第三方面，提供一种芯片，所述芯片包括：
31.电路板；
32.传感器引脚的功能控制电路，所述传感器引脚的功能控制电路设置在所述电路板上，所述传感器引脚的功能控制电路为根据第二方面中任一项所述的传感器引脚的功能控制电路。
33.第四方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现第一方面任一项所述的方法。
34.本公开实施例的一个有益效果在于，本实施例通过对同一传感器引脚采用分时控制的方式，在传感器引脚接收到的控制信号不同的情况下，使同一传感器引脚能够具有数据输入和中断输出的功能，能够增加引脚的利用效率。
35.通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
36.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且
连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
37.图1为本实施例的传感器引脚的功能控制方法的流程示意图；
38.图2为本实施例的传感器引脚的功能控制方法的另一流程示意图；
39.图3是本公开实施例的i2c数据检测电路的电路结构示意图；
40.图4是根据一个实施例的一种传感器引脚的功能控制电路的结构示意图；
41.图5是根据一个实施例的一种芯片的结构示意图；
42.图6是根据一个实施例的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
43.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
44.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
45.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
46.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
48.本公开实施例涉及传感器的单一引脚的功能复用的应用场景，通过设计不同的控制逻辑以及控制电路使同一个传感器引脚能够兼具数据输入和中断输出的作用。
49.下面，参照附图描述根据本发明的各个实施例和例子。
50.《实施例一》
51.图1是根据一个实施例的传感器引脚的功能控制方法的流程示意图，该实施例可以由传感器实施，当传感器中设置有控制器时，可以由控制器实施，控制器可以是单片机。
52.如图1所示，本实施例的传感器引脚的功能控制方法可以包括如下步骤：
53.s110、接收对于同一传感器引脚的控制信号。
54.本实施例中，同一传感器引脚可以是传感器引脚中的任何一个引脚。
55.本实施例中，控制信号包括第一信号和第二信号，在控制信号为第一信号的情况下，传感器引脚被配置为第一运行状态，在控制信号为第二信号的情况下，传感器引脚被配置为第二运行状态。
56.可以理解的是，第一信号和第二信号为不同的信号，例如，第一信号为高电平信号，第二信号为低电平信号；第一信号为输入信号，第二信号为输出信号。
57.其中，第一运行状态和第二运行状态为不同的状态，例如，第一运行状态为输入状态，第二运行状态为输出状态；第一运行状态为数据传输状态，第二运行状态为中断状态。
58.也就是说同一传感器引脚可以接收不同的控制信号，从而根据不同的控制信号实现不同的功能，以使一个传感器引脚具有多功能，在传感器引脚不足的情况下，提高传感器引脚的利用率，从而满足引脚数量需求。
59.s120、根据控制信号控制传感器引脚的运行状态。
60.本实施例的控制信号是基于传感器在使用i2c总线传输数据时的信号，当传感器的引脚用于i2c总线传输数据时，该引脚会作为i2c的最低有效位(lest significant bit，lsb)来使用，当该引脚连接到电源位准时，传感器引脚的输入为”1”，i2c的lsb＝“1”，当该引脚连接到地准位时，传感器引脚的输入为”0”，i2c的lsb＝”0”。也就是在该引脚的输入从“1”到“0”的变化期间内，传感器引脚的功能是用作i2c的数据输入。
61.为了提高一个传感器引脚的利用率，使传感器在使用i2c总线传输时，也可以有中断输出的功能，本实施例通过拉低传感器引脚的电位来实现中断输出。
62.具体地，本实施例的第一信号为高电平信号，第二信号为低电平信号，在控制信号为第一信号的情况下，也就是传感器引脚的输入为高电平信号的情况下，第一运行状态为传感器引脚被配置为数据输入状态；在控制信号为第二信号的情况下，也就是传感器引脚的输入为低电平信号的情况下，第二运行状态为传感器引脚被配置为中断输出状态。
63.例如，在一个实施例中，一传感器引脚被设置为开放漏极型引脚，开放漏极型引脚的漏极连接电位调节电路，以通过电位调节电路拉高目标引脚，例如，电位调节电路为上拉电阻，目标引脚采用晶体管，该上拉电阻与晶体管的漏极连接。在传感器工作时，传感器引脚会维持输入状态，从而避免该引脚有超出预期的输入输出切換，以输入i2c总线数据。
64.需要说明的是，如果实现一个传感器引脚具有输入和中断输出功能，当传感器引脚为中断输出功能的情况下，传感器引脚会被匹配成低电位状态，会影响i2c的数据传输。因此，为了避免中断输出对输入的影响，本实施例通过在中断输出的过程中，监测i2c总线的数据传输状态，来对传感器引脚的运行状态进行控制，在监测到i2c总线处于数据传输状态的情况下，屏蔽传感器引脚的中断输出功能，此时传感器引脚连接的电位调节电路会拉高电阻输入高位准，得到i2c的lsb仍然是”1”，i2c仍然可以通讯，当i2c通讯结束，传感器引脚又恢复成中断输出状态，传感器输出中断至控制该传感器的主控。
65.具体地，为了根据i2c总线的数据传输状态，对传感器引脚的功能进行控制，参考图2，本实施例还包括：
66.s1201、获取i2c总线的数据线和控制线的传输状态。
67.例如，i2c总线包括控制线scl和数据线sda，可以通过检测控制线scl和数据线sda的电平高低来得到i2c总线的数据传输状态。例如，当scl为”1”时，sda从”1”变成”0”，代表i2c要开始传输数据。当scl为”1”时，sda从”0”变成”1”，代表i2c的传输数据结束。
68.s1202、根据数据线和控制线的传输状态，确定i2c总线的数据传输时间。
69.本实施例中，可以通过传感器引脚的功能控制电路的i2c数据检测电路来进行检测，具体的i2c数据检测电路的电路结构可以参见图3，如图3所示，i2c数据检测电路包括：第一脉冲信号检测电路301、第二脉冲信号检测电路302和周期信号触发器303，所述第一脉冲信号检测电路的输入端和所述第二脉冲信号检测电路的输入端为所述i2c数据检测电路的输入端；所述第一脉冲信号检测电路的输出端连接至所述周期信号触发器的第一输入端，所述第二脉冲信号检测电路的输出端连接至所述周期信号触发器的第二输入端，所述周期信号触发器的输出端为所述i2c数据检测电路的输出端；其中，所述第一脉冲信号检测电路用于接收所述i2c总线的数据传输起始信号，所述第二脉冲信号检测电路用于接收所述i2c总线的数据传输结束信号，所述周期信号触发器用于根据所述数据传输起始信号和
所述数据传输结束信号生成关于所述数据传输时间的周期信号。
70.如图3所示，当通过i2c总线进行数据传输时，scl为”1”时，sda从”1”变成”0”，第一脉冲信号检测电路和第二脉冲信号检测电路均包括两个触发器u1和u2，触发器u1连接控制线scl和数据线sda，控制线scl输入至触发器u1的接收端，u1收到稳定信号d＝1后被触发，得到与scl同步的正向脉冲，此正向脉冲也就是第一脉冲信号(start pulse起始脉冲)，触发器u1的q端输出至u2的接收端，u2从q端经反相器输出反向的脉冲信号到u1。
71.当i2c总线进行数据传输快结束时，scl为”1”但，sda从”0”变成”1”，此时，第二脉冲信号检测电路的触发器u1具有维持阻塞作用，也就是第二脉冲信号检测电路的u1输出的脉冲信号为延时信号，利用此延时信号作为第二脉冲信号(stop pulse结束脉冲)。
72.第一脉冲信号检测电路和第二脉冲信号检测电路的输出端连接至周期信号触发器u3，其中，第二脉冲信号检测电路与周期信号触发器u3之间设置有反相器，利用start pulse和stop pulse得到周期信号i2c on period，该周期信号被用来控制传感器引脚的电位。一个周期信号i2c on period内的时间即为i2c总线的数据传输时间。
73.s1203、在i2c总线的数据传输时间内，控制传感器引脚处于第一运行状态。
74.由s1202可知，在一个周期信号i2c on period内，i2c总线处于输入状态，此时不需要中断输出，因此在数据传输时间内，要关闭传感器引脚的中断输出功能，使传感器引脚处于保持与i2c进行数据通信的输入状态。
75.需要说明的是，以上实施例中，传感器引脚连接的为i2c总线，当传感器引脚连接有四线串行外设接口时，也就是传感器引脚通过4线spi进行串行数据(serial data)输出时，本实施例的方法包括：接收四线串行外设接口传输的串行数据；根据串行数据，确定传感器引脚的运行状态为串行数据输出。
76.也就是说，当传感器引脚连接4线spi时，该传感器引脚可以作为4线spi的串行数据输出接口。当传感器引脚连接i2c总线时，该传感器引脚既具有i2c数据输入功能，又具有中断输出功能。
77.本实施例通过对同一传感器引脚采用分时控制的方式，在传感器引脚接收到的控制信号不同的情况下，使同一传感器引脚能够具有数据输入和中断输出的功能，能够增加引脚的利用效率。
78.《实施例二》
79.参考图4，本实施例还提供一种传感器引脚的功能控制电路，电路包括：传感器400和控制模块403；
80.本实施例中，传感器可以是压力传感器、气流传感器、温度传感器等，传感器上设置有传感器引脚11，传感器引脚11用于接收控制信号，以及实现数据的输入和输出。在一个例子中，传感器引脚用于实现串行数据的输出、i2c总线数据的输入和中断数据的输出。
81.本实施例中，控制模块用于根据控制信号控制传感器引脚的运行状态；其中，控制信号包括第一信号和第二信号，在控制信号为第一信号的情况下，传感器引脚被配置为第一运行状态，在控制信号为第二信号的情况下，传感器引脚被配置为第二运行状态。具体地，控制模块的功能和工作原理在实施例一中均有描述，在此不再赘述。
82.本实施例中，电路包括i2c数据检测电路402，i2c数据检测电路的输入端连接i2c总线，i2c数据检测电路的输出端连接控制模块，i2c数据检测电路用于根据i2c总线的传输
状态确定i2c总线的数据传输时间，在数据传输时间内，控制传感器引脚处于第一运行状态。
83.其中，参考图3，i2c数据检测电路包括：第一脉冲信号检测电路、第二脉冲信号检测电路和周期信号触发器，第一脉冲信号检测电路的输入端和所述第二脉冲信号检测电路的输入端为i2c数据检测电路的输入端；第一脉冲信号检测电路的输出端连接至周期信号触发器的第一输入端，第二脉冲信号检测电路的输出端连接至所述周期信号触发器的第二输入端，周期信号触发器的输出端为所述i2c数据检测电路的输出端。
84.本实施例中，第一脉冲信号检测电路用于接收i2c总线的数据传输起始信号，第二脉冲信号检测电路用于接收i2c总线的数据传输结束信号，周期信号触发器用于根据数据传输起始信号和数据传输结束信号生成关于数据传输时间的周期信号。
85.如图3所示，当通过i2c总线进行数据传输时，scl为”1”时，sda从”1”变成”0”，第一脉冲信号检测电路和第二脉冲信号检测电路均包括两个触发器u1和u2，触发器u1连接控制线scl和数据线sda，控制线scl输入至触发器u1的接收端，u1收到稳定信号d＝1后被触发，得到与scl同步的正向脉冲，此正向脉冲也就是第一脉冲信号(start pulse起始脉冲)，触发器u1的q端输出至u2的接收端，u2从q端经反相器输出反向的脉冲信号到u1。
86.当i2c总线进行数据传输快结束时，scl为”1”但，sda从”0”变成”1”，此时，第二脉冲信号检测电路的触发器u1具有维持阻塞作用，也就是第二脉冲信号检测电路的u1输出的脉冲信号为延时信号，利用此延时信号作为第二脉冲信号(stop pulse结束脉冲)。
87.第一脉冲信号检测电路和第二脉冲信号检测电路的输出端连接至周期信号触发器u3，其中，第二脉冲信号检测电路与周期信号触发器u3之间设置有反相器，利用start pulse和stop pulse得到周期信号i2c on period，该周期信号被用来控制传感器引脚的电位。一个周期信号i2c on period内的时间即为i2c总线的数据传输时间。
88.需要说明的是，本实施例的传感器引脚为开放漏极型引脚，传感器引脚开放的漏极连接电位调节电路，以通过电位调节电路拉高传感器引脚的电位，例如，电位调节电路为上拉电阻，传感器引脚采用晶体管，该上拉电阻与晶体管的漏极连接。
89.本实施例通过对同一传感器引脚采用分时控制的方式，在传感器引脚接收到的控制信号不同的情况下，使同一传感器引脚能够具有数据输入和中断输出的功能，能够增加引脚的利用效率。
90.《实施例三》
91.图5是根据另一个实施例的一种芯片的硬件结构示意图。
92.参考图5，该芯片500包括：
93.电路板501；
94.传感器引脚的功能控制电路502，传感器引脚的功能控制电路设置在所述电路板上，所述传感器引脚的功能控制电路为实施例二中的传感器引脚的功能控制电路。
95.本实施例通过对同一传感器引脚采用分时控制的方式，在传感器引脚接收到的控制信号不同的情况下，使同一传感器引脚能够具有数据输入和中断输出的功能，能够增加引脚的利用效率。
96.《实施例四》
97.图6是根据另一个实施例的电子设备的硬件结构示意图。
98.如图6所示，该电子设备600包括处理器610和存储器620，该存储器620用于存储可执行的计算机程序，该处理器610用于根据该计算机程序的控制，执行如以上任意方法实施例的方法。
99.该电子设备600可以是传感器中的主控。
100.本实施例通过对同一传感器引脚采用分时控制的方式，在传感器引脚接收到的控制信号不同的情况下，使同一传感器引脚能够具有数据输入和中断输出的功能，能够增加引脚的利用效率。
101.本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有可执行命令，该可执行命令被处理器执行时，执行本说明书任意方法实施例中描述的方法。
102.本说明书的一个实施例或者多个实施例可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本说明书的各个方面的计算机可读程序指令。
103.计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
104.这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
105.用于执行本说明书实施例操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本说明书的各个
方面。
106.这里参照根据本说明书实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本说明书的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
107.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
108.也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
109.附图中的流程图和框图显示了根据本说明书的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人物来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
110.以上已经描述了本说明书的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人物来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人物能理解本文披露的各实施例。本技术的范围由所附权利要求来限定。