一种集成芯片及控制系统、发光管的制作方法

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种集成芯片及控制系统、发光管。

背景技术：

随着工农业和科技的发展，人民生活水平的不断提高，越来越多的智能设备进入人们的生活，已成为生活中不可或缺的一员，例如电视、冰箱、洗衣机、电饭煲等。但是，随着智能电子技术的飞速发展，控制对象变得多而复杂，给产品装配以及质量控制带来很多困扰。比如工业机器人的机械手上，可能需要配置多个控制元件来执行一个复杂动作，如果按常规思路布线，不仅复杂，而且线路缠绕在运动的关节上，导致该机械手的可靠性差。以及未来的智能可穿戴的设备，必定会包含有一些互动的多个执行元件，如何紧凑地驱动它们使得装配简单可靠，也是一个行业困扰。还有日常很多普通电子产品甚至礼品中，都有这些困难。功能智能化和多样化带来被控制元件多样化，从而使得布线复杂化，耗费人工和材料。

现有技术中，驱动控制集成电路上既有传输电流的线，又有传输控制信号的线，智能设备执行某一个动作，可能会需要多个控制元件一起来控制该设备执行这个动作，这就需要多个连接线将上述的控制元件连接起来，另外，加上电路里面存在的传输电流的线路，这就导致驱动控制电路布线复杂，给产品的装配带来困扰。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种集成芯片及控制系统、发光管，以有效地改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供了一种集成芯片，包括：直流线传输数据解码电路和匹配模块。所述直流线传输数据解码电路与所述匹配模块耦合，所述直流线传输数据解码电路用于对外部控制电路传输的开槽脉冲信号进行解码以获得该开槽脉冲信号中携带的所有控制指令，并将得到的所有控制指令传输给所述匹配模块，其中，每个控制指令对应一个地址信息。所述匹配模块用于在所接收的所有控制指令中，查找与所存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的地址端口的负载。

在本发明较佳的实施例中，所述匹配模块包括：第一控制单元和存储器。所述第一控制单元分别与所述直流线传输数据解码电路和所述存储器耦合，所述第一控制单元用于在所接收的所有控制指令中，查找与所述存储器存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的地址端口的负载。

在本发明较佳的实施例中，所述集成芯片还包括：接收电路、输出电路和振荡电路。所述振荡电路分别与所述接收电路、所述直流线传输数据解码电路和所述匹配模块耦合，所述振荡电路用于产生振荡脉冲信号，并将所述振荡脉冲信号传输给所述接收电路、所述直流线传输数据解码电路和所述匹配模块。所述接收电路分别与所述直流线传输数据解码电路和外部控制电路耦合，所述接收电路用于接收所述外部控制电路传输的开槽脉冲信号，并将所述开槽脉冲信号传输给所述直流线传输数据解码电路。所述输出电路分别与所述匹配模块和负载耦合，所述输出电路将所述匹配模块传输的控制指令传输给对应该控制指令地址的地址端口的负载。

在本发明较佳的实施例中，所述输出电路包括：逻辑控制元件和多个输出端口。所述逻辑控制元件分别与所述第一控制单元和所述多个输出端口中的每个输出端口耦合，接收所述第一控制单元传输的控制指令，并传输所述控制指令给与所述控制指令的地址信息相对应的输出端口。

在本发明较佳的实施例中，所述振荡电路为RC振荡电路或LC振荡电路。

本发明实施例还提供了一种控制系统，包括：控制电路、负载和上述的集成芯片。所述集成芯片分别与所述控制电路和所述负载耦合，所述控制电路用于产生控制信号，并将该控制信号转化为开槽脉冲信号传输给所述集成芯片的直流线传输数据解码电路。

在本发明较佳的实施例中，所述控制电路包括：第二控制单元和信号转化电路。所述信号转化电路与所述第二控制单元耦合，所述信号转化电路用于接收所述第二控制单元传输的控制信号，并将所述控制信号转换为开槽脉冲信号传输给所述集成芯片的直流线传输数据解码电路。

在本发明较佳的实施例中，所述信号转化电路包括：编码器和开槽脉冲发生器。所述编码器分别与所述第二控制单元和所述开槽脉冲发生器耦合，用于接收所述第二控制单元传输的控制信号，将所述控制信号进行编码，并将得到的编码信号传输给所述开槽脉冲发生器，由所述开槽脉冲发生器将所述编码信号转化为开槽脉冲信号传输给所述集成芯片的直流线传输数据解码电路。

在本发明较佳的实施例中，所述控制电路还包括：稳压电路，所述稳压电路分别与电源、所述第二控制单元和所述信号转化电路耦合，接收所述电源传输的电压，并将所述电压转化为稳定的直流电流传输给所述第二控制单元和所述信号转化电路。

本发明实施例还提供了一种发光管，包括：管壳、发光芯片和上述的集成芯片，所述集成芯片与所述发光芯片耦合，且均封装于所述管壳内，其中，所述集成芯片封装于该管壳的负极，所述发光芯片封装于该管壳的正极。

本发明实施例提供了一种集成芯片及控制系统、发光管。该集成芯片包括：匹配模块和直流线传输数据解码电路。该集成芯片针对现有集成电路的不足，即在使用现有产品时需要对每个集成电路配置地址，该电路才能将对应的控制指令输送给对应该地址的负载，既耗费人工又浪费材料，因此在使用现有产品时，带来了诸多不便。本发明提供的集成芯片在应用中无须人工配置地址，且能完全识别外部控制电路的寻址地址。进一步地，该集成芯片接收到外部控制电路发送的控制信号后，该集成芯片中的直流线传输数据解码电路解码出该控制信号中携带的所有控制指令，同时该集成芯片中的匹配模块在所有控制指令中，查找与所存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的地址端口的负载。因此该集成芯片具备提高效率和节省工时以及降低成本等诸多优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种集成芯片的结构框图。

图2示出了本发明第二实施例提供的一种集成芯片的结构框图。

图3示出了本发明实施例提供的一种控制系统的结构框图。

图4示出了本发明实施例提供的图3中控制电路的结构框图。

图5示出了本发明实施例提供的一种控制系统中的电路连接图。

图6示出了本发明实施例提供的一种发光管的结构示意图。

图7示出了本发明实施例提供的一种发光管的电路原理图。

图标：10－集成芯片；11－DCTD解码电路/直线流传输数据解码电路；12－匹配模块；121－第一控制单元；122－存储器；13－接收电路；14－输出电路；15－振荡电路；20－控制系统；21－控制电路；211－第二控制单元；212－信号转化电路；2121－编码器；2122－开槽脉冲发生器；213－稳压电路；22－负载；30－发光管；31－管壳；32－发光芯片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦合”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种集成芯片10，如图1所示。该集成芯片10包括：直线流传输数据(Direct Current Wire Transmit Data，DCTD)解码电路11和匹配模块12。其中，为了简化起见，所述直线流传输数据解码电路11简称为DCTD解码电路11。

所述DCTD解码电路11与所述匹配模块12耦合，所述DCTD解码电路11用于对外部控制电路传输的开槽脉冲信号进行解码以获得该开槽脉冲信号中携带的所有控制指令，并将得到的所有控制指令传输给所述匹配模块12，其中，每个控制指令对应一个地址信息。

所述匹配模块12用于在所接收的所有控制指令中，查找与所存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的地址端口的负载。该匹配模块12可以是包含数据存储和数据处理功能的芯片，例如，单片机、微处理控制芯片等。于本实施例中，优选，所述匹配模块12包括：第一控制单元121和存储器122。

所述第一控制单元121分别与所述DCTD解码电路11和所述存储器122耦合，所述第一控制单元121用于在所接收的所有控制指令中，查找与所述存储器122存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的地址端口的负载。

其中，所述第一控制单元121可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。该第一控制单元121可以是但不限于通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器122与所述第一控制单元121耦合，用于存储该集成芯片10的地址数据。其中，所述存储器122可以是一种集成电路芯片，具有储存能力。上述的存储器122可以是，但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read－Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read－Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read－Only Memory，EEPROM)，闪存(Flash Memory)等。在本实施例中，优选存储器122为可擦除只读存储器。

作为另一种实施方式，如图2所示，该集成芯片10包括：接收电路13、DCTD解码电路11、匹配模块12、输出电路14和振荡电路15。

所述接收电路13分别与所述DCTD解码电路11和外部控制电路耦合，所述接收电路13用于接收所述外部控制电路传输的开槽脉冲信号，并将所述开槽脉冲信号传输给所述DCTD解码电路11。

所述输出电路14分别与所述匹配模块12和负载耦合，所述输出电路14将所述匹配模块12传输的控制指令传输给对应该控制指令地址的地址端口的负载。于本实施例中，优选，所述输出电路14包括：逻辑控制元件和多个输出端口。

所述逻辑控制元件分别与所述第一控制单元121和所述多个输出端口中的每个输出端口耦合。该逻辑控制元件用于接收所述第一控制单元121传输的控制指令，并传输所述控制指令给与所述控制指令的地址信息相对应的输出端口。进一步地，当外部控制电路传输的开槽脉冲信号包括多个控制指令时，或者包括多个开槽脉冲信号时，所述第一控制单元121会将查找到的控制指令发送给逻辑控制元件。逻辑控制元件会将接收到的控制指令传输给与该控制指令中地址信息对应的输出端口，从而传输给与之对应的负载执行该控制指令。

所述输出端口用于与负载连接，所述输出端口的数量可以是一个，也可以是两个，还可以是两个以上，于本实施例中，优选所述输出端口的数量为三个。应当理解的是，输出端口的数量应根据实际需求来确定，当该集成芯片10连接的负载较多时，输出端口的数量也较多，当该集成芯片10连接的负载较少时，输出端口的数量也较少，因此该输出端口的数量不应该理解成是对本发明的限制。

所述振荡电路15分别与所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12耦合，用于传输振荡脉冲信号给所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12。该振荡电路15将电源输出的电源信号转化成低频率振荡脉冲信号，传输给所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12。该低频率振荡脉冲信号作为所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12的信号源，使其能正常工作。其中，该振荡电路15与所述匹配模块12中的第一控制单元121耦合，传输该振荡脉冲信号给所述第一控制单元121。于本实施例中，所述振荡电路15可以是RC振荡电路15，也可以是LC振荡电路15。

本发明提供的一种集成芯片10的工作原理为：接收电路13将外部控制信号传输的开槽脉冲信号传输给DCTD解码电路11；DCTD解码电路11对该开槽脉冲信号进行解码以获得该开槽脉冲信号中携带的所有控制指令，并将得到的所有控制指令传输给所述匹配模块12；匹配模块12在所接收的所有控制指令中，查找与所存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给输出电路14；所述输出电路14将所述匹配模块12传输的控制指令传输给对应该控制指令地址的的负载；该振荡电路15将电源输出的电源信号转化成低频率振荡脉冲信号，传输给所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12。该低频率振荡脉冲信号作为所述接收电路13、所述DCTD解码电路11和所述匹配模块12的信号源，使其能正常工作。该集成芯片10针对现有集成电路的不足，即在使用现有产品时需要对每个集成电路配置地址，该电路才能将对应的控制指令输送给对应该地址的负载，既耗费人工和材料，因此在使用现有产品时，带来了诸多不便。本发明提供的集成芯片10在应用中无须人工配置地址，且能完全识别外部控制电路的寻址地址，具备高效率和节省工时以及降低成本等诸多优点。同时该集成芯片10只需要从外部控制电路中取正负极两根线，并不需要额外添加数据线便可接收外部控制电路发送的控制信号，因此大大简化了电路之间的布线，使其结构更加简单，给产品的装配带来诸多便捷。

本发明实施例还提供了一种控制系统20，如图3所示。该控制系统20包括：控制电路21、负载22和上述的集成芯片10。

所述控制电路21与所述集成芯片10耦合，所述控制电路21用于产生控制信号，并将该控制信号转化为开槽脉冲信号传输给所述集成芯片10中的DCTD解码电路11。于本实施例中，优选所述控制电路21包括：第二控制单元211、信号转化电路212和稳压电路213，如图4所示。

所述第二控制单元211用于产生控制信号，并传输该控制信号给信号转化电路212。进一步地，所述第二控制单元211与所述信号转化电路212耦合。其中，所述第二控制单元211可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。该第二控制单元211可以是但不限于通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中，所述第二控制单元211与所述第一控制单元121可以相同，也可以不同，在此不作进一步限定。

所述信号转化电路212用于接收所述第二控制单元211传输的控制信号，并将所述控制信号转换为开槽脉冲信号传输给所述集成芯片10中的DCTD解码电路11。于本实施例中，优选，所述信号转化电路212包括：编码器2121和开槽脉冲发生器2122。

所述编码器2121分别与所述开槽脉冲发生器2122和所述第二控制单元211耦合。该编码器2121用于将第二控制单元211传输的控制信号进行编码，并将编码后的控制信号传输给开槽脉冲发生器2122。该编码器2121可以按照预先设定的规则将接收的信号或者数据转换成规定的电脉冲信号。于本实施例中，该编码器2121可以是目前市面上常用的编码器，例如，增量型编码器、主轴编码器、绝对式编码器、EC11编码器、光电编码器等等。

所述开槽脉冲发生器2122用于将接收到的编码信号转化为开槽脉冲信号并传输给接收电路13。进一步地，该开槽脉冲信号分别与所述编码器2121和接收电路13耦合。该开槽脉冲信号接收到编码器2121传输的编码信号后将其转化为开槽脉冲信号，并通过该开槽脉冲发生器2122与接收电路13之间的电源线将该开槽脉冲信号传输给接收电路13。

为了保证在输入电压或者电路参数等发生变化时，输出信号仍然能稳定在一范围内，该控制电路21还包括稳压电路213。进一步地，该稳压电路213分别与所述第二控制单元211、电源和信号转化电路212耦合，所述稳压电路213将电源传输的输入电压转化为稳定的直流电源传输给第二控制单元211和信号转化电路212。

其中，所述稳压电路213就是指能够在输入电压、电路参数等发生变化时依然能保持输出电压恒定的电路，且能够提供稳定的直流电源。

所述负载22与所述集成芯片10中的输出电路14耦合，于本实施例中，为了更加清楚地说明该控制电路21、集成芯片10及负载22之间的关系，特以发光二极管进行举例说明，如图5所示。其中，应当理解的是，该负载22包括但不限于该发光二极管。

于本实施例中，优选发光二极管的数量为三个，应当理解的是，该发光二极管的数量可以为一个，也可以为两个，还可以为三个以上；或者将发光二极管用别的器件代替，例如，三极管、电阻等其他器件，因此该发光二极管以及二极管的数量不应理解成是对本发明的限制。

其中，该控制电路21的正输出端通过电源线与该集成芯片10的VDD端连接，该控制电路21的负输出端通过电源线与该集成芯片10的VSS端连接，该集成芯片10的输出端OUTB与发光二极管B的一端连接，该发光二极管B的另一端与该控制电路21的正输出端连接；该集成芯片10的输出端OUTR与发光二极管R的一端连接，该发光二极管R的另一端与该控制电路21的正输出端连接；该集成芯片10的输出端OUTG与发光二极管G的一端连接，该发光二极管G的另一端与该控制电路21的正输出端连接。

其中，优选地，该发光二极管B的一端为负极端，该发光二极管B的另一端为正极端；该发光二极管R的一端为负极端，该发光二极管R的另一端为正极端；该发光二极管G的一端为负极端，该发光二极管G的另一端为正极端。输出端OUTB、输出端OUTR和输出端OUTG均为该集成芯片10的负输出端口。

该控制系统20只需要从控制电路21中取正负极两根线与集成芯片10连接，该集成芯片10并不需要额外添加数据线便可接收控制电路21发送的控制信号，该集成芯片10识别出该控制信号后，根据不同的信号实现不同的输出控制，例如控制不同发光二极管的常亮、闪烁等。

本发明实施例还提供了一种发光管30，如图6所示。该发光管30包括：管壳31、发光芯片32和上述的集成芯片10。

所述集成芯片10与所述发光芯片32耦合，且均封装于所述管壳31内。于本实施例中，所述发光芯片32的数量可以是1个，也可以是2个，还可以是2个以上。于本实施例中，优选所述发光芯片32的数量为三个，即红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片。其中红色发光芯片是指该发光芯片发出的光的颜色是红色的，绿色发光芯片和蓝色发光芯片与此类似，为了避免累赘，不再叙述。

为了使好发光管30的原理更加清楚、明白，于本实施例中，以发光二极管进行举例说明。即将集成芯片10与红色LED芯片、蓝色LED芯片和绿色LED芯片一起封装于该管壳31内。其中，所述集成芯片10封装于该管壳31的负极，所述发光芯片32(例如，红色LED芯片、蓝色LED芯片和绿色LED芯片等)封装于该管壳31的正极。

应当理解的是，该发光芯片32和集成芯片10可以通过不同的壳体及模条封装成不同的外形，例如#3、#5、#8、食人鱼、5050、3528等。因此该发光芯片32和集成芯片10封装的形状不应理解成是对本发明的限制。

其中，该集成芯片10与发光芯片32的电路连接图如图7所示。该集成芯片10的VDD端与外部电源端连接，该集成芯片10的VSS端接地，该集成芯片10的输出端OUTB与发光二极管B的一端连接，该发光二极管B的另一端与集成芯片10的VDD端连接；该集成芯片10的输出端OUTR与发光二极管R的一端连接，该发光二极管R的另一端与集成芯片10的VDD端连接；该集成芯片10的输出端OUTG与发光二极管G的一端连接，该发光二极管G的另一端与集成芯片10的VDD端连接。

其中，优选地，该发光二极管B的一端为负极端，该发光二极管B的另一端为正极端；该发光二极管R的一端为负极端，该发光二极管R的另一端为正极端；该发光二极管G的一端为负极端，该发光二极管G的另一端为正极端。输出端OUTB、输出端OUTR和输出端OUTG均为该集成芯片10的负输出端口。

其中，该发光管30采用的集成芯片10是采用DCTD协议(Direct Current Wire Transmit Data，DCTD)来实现LED芯片的点亮控制，该集成芯片10通过接收不同的控制指令，并识别出该控制指令的地址，将相应的控制指令输送给对应该控制指令的地址端口的发光芯片32，从而控制不同的发光芯片32的运行状态。例如，用上位机在驱动LED灯的电源线上传输一串开槽脉冲信号，该LED等内部的集成芯片10将该开槽脉冲信号进行解码并识别出该开槽脉冲信号中携带的所有控制指令，查找与存储的地址数据相匹配的地址信息对应的控制指令，将所查找到的控制指令传输给与该查找到的控制指令的地址信息相对应的发光芯片32，例如(红色LED芯片、蓝色LED芯片和/或绿色LED芯片)，进而控制LED的颜色和花样。

综上所述，本发明实施例提供了一种集成芯片及控制系统、发光管。该集成芯片不需要人工配置地址，且能完全识别外部控制电路的寻址地址，更进一步优化了控制元件间的线路连接，简化了连接电线的用量、以及装配工时，具备高效率和节省工时以及降低成本等诸多优点。同时该集成芯片只需要从外部控制电路中取正负极两根线，并不需要额外添加数据线便可接收外部控制电路发送的控制信号，因此大大简化了电路之间的布线，使其结构更加简单，给产品的装配带来诸多便捷。以及应用该集成芯片的控制系统与应用该集成芯片的发光管等设备及系统效率都得到了明显提高、既省时又节约成本。例如，应用该集成芯片的控制系统，不需要额外添加数据线，只需要正负极两根线可接收外部控制电路发送的控制信号。简化了线路连接，便于发生故障时能及时排除故障、提高了维修速度，同时也提高了系统等的调试、效率等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。