专利名称：中文点阵显示智能卡能耗控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及中文点阵显示智能卡的能耗控制器。该控制器包括一组模拟开关，通 过智能卡系统的微机控制单元的输入输出端口进行控制，且该能耗控制器特别适合于 集成于符合IS07681尺寸标准的智能卡系统内，从而有利于实现更多的智能卡功能。
技术背景目前在IS07681标准尺寸智能卡中内嵌柔性电源模块没有太大的困难。但是电池 的寿命问题是中文显示智能卡的一个瓶颈，也是影响智能卡寿命的重要参数。德国 VARTA公司的二氧化锰薄膜电池目前广泛应用于同类智能卡，其电压3.0V，容量25 mAh,厚度为0.44毫米。ATMEL公司的ATmegal68/V型微控制器是目前电子系统 领域内经常用到的单片控制微机，其全速运行时消耗的直流电流大约为5 7毫安。因 此一组VARTA公司的锂锰薄膜电池仅能够支持ATmegal68/V系统连续工作3.5~5个 小时。中文点阵显示系统对电池的容量要求非常高，为了使电源能够被最大限度的延 长寿命，仅仅选择系统的低功耗的元件还是远远是不够的，并且显示智能卡的电池一 旦封装进卡体内，就不可能再次回收进行电池更新。因此电池的使用寿命成为同类智 能卡的使用寿命的最大瓶颈，也一直是智能卡领域发展的技术瓶颈之一。 发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种中文点阵显示 智能卡能耗控制器。我们发现，虽然ATmegal68/V微控制器以及同类单片微机全速运行时能耗较大， 然而微控制器在等待或非全速运行模式下的消耗电流只有大约8 15pA。因此我们设 计了能够用于智能卡系统集成的电源能耗控制器。为达到上述目的，本发明的构思是1. 通过该控制器，智能卡系统实现了 3个系统状态全速运行模式，等待模式 以及掉电模式。大大增加了智能卡的电池寿命。2. 能耗控制器由以下2部分组成"模拟开关组"及"微控制器"。其中模拟开关组 是能耗控制器的执行单元，微控制器是能耗控制器的控制单元。3. 模拟开关组包含了两个单独的单刀双掷模拟开关，即"模拟开关r及"模拟开关2"。两个单刀双掷模拟开关之间通过特殊的连接方式连接并组成一个模拟开关 组，从而实现微控制器与电源之间的控制流程，因此是系统控制能耗的执行单位。 根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案一种中文点阵显示智能卡能耗控制器，包括两个单刀双掷模拟开关以及智能卡系 统内的微机控制器两个输入输出端口，其特征在于所述的两个单刀双掷模拟开关中的 一个模拟开关1的一个输入端口 i10联接所述的微机控制器的PC1端，并经键K耳关 接VCC，另一输入端ill联接VCC，控制端C1联接所述的微机控制器的PC2端， 输出端01联接另一个模拟开关2的控制端C2;所述的另一个模拟开关2的一个输入 端i20联接VCC*，另一输入端i21联接VCC，输出端02联接所述的微机控制器的P 端。与现有技术相比，本发明创新性地在智能卡系统内使用单刀双掷模拟开关作为系 统能耗的执行单元，满足了智能卡系统对电池能耗控制的要求，突破了中文显示智能 卡能耗问题这项技术瓶颈，并且电路结构简单，成本低廉，使用稳定。
附图1为模拟开关示意图。附图2为中文点阵显示智能卡能耗控制器电路原理图。
具体实施方式
现将本发明的实施例叙述于后。 下面结合附图对本发明作进一步说明。本中文点阵显示智能卡能耗控制器有以下几部分主要的功能模块"微控制器"， 模拟开关l，及模拟开关2。附图1为单个单刀双掷模拟开关的结构示意图。目前市场上典型的单刀双掷模拟开关有MAX4684等，此类模拟开关价格低廉，易于实现成 本的控制。每个模拟开关都有四个端口，其中一个O输入端口 (i0)， 一个l输入端 口 (il)， 一个控制端口 (c)以及一个输出端口 (o)。其中控制端口 c表达了模拟开 关的输出选择状态。当给予控制端口逻辑电平O时，输出端口信号跟随O输入端口电 平信号，当给予控制端口逻辑电平1时，输出端口信号跟随1输入端口电平信号。即当c=0时，o=iO; 当c=l时，o=il。因此，根据以上阐述的原理，我们使用两个模拟开关，组成一个电源控制流程模 块(见附图2)。 本能耗控制器的工作过程可以根据下列系列表达式结合附图2的标注进行描述( 1.上电过程 1)系统初始状态(未上电状态)cl=0，ilO=0 (常值),ill=l (常值),i20=0 (常值),i21=l (常值); c 1 =0 — ^o 1 =i 10=0~~*c2=o 1 =0*"^"8811o2=i20=0p=o2 (未上电)2)系统上电过程(瞬时闭合上电按钮Kl):设丁=0时，上电按钮K1闭合，T-tl时Kl断开(一般情况下tKO.ls) 当T=0日寸，il0=l ，cl=0 -'2=i21=lC 1 — 1 ( g夕牛曰^+ =o2=l (系统瞬时上电) 一~^」=1 (瞬时信号)11=1;=1ill=l (常值)—=02=l(系统稳定上电) =1 (稳定信号)——卡cl=PC2=l (禾急定信号) 因此，当T-tl时，Kl断开cl=PC2=l,系统实现稳定上电。当系统处于掉电模式(未上电状态)时，两个模拟开关的控制端口信号都为逻辑 0，因此输出端口都是跟随各自的0输入端口电平，而整个系统此时也处于安全的掉 电状态中。当系统的启动按钮被按下时，模拟开关l的"O输入端口"被上拉为高电平 逻辑1，因此"模拟开关l"的输出端口跟随"O输入端口"输出电平逻辑电平1。由于"模 拟开关2"的控制端口输入跟随开关1的输出，因此模拟开关2的输出也随即跟随其"l 输入端口"的电平，因此给予系统一个高电平，使系统上电。然后通过软件设置，使微处理器在上电时即给"模拟开关r'的控制端口一个逻辑i，"模拟开关r的输出端口随即跟随"l输入端口"的高电平。随即模拟开关2的输出端口也跟随其"l输入端口" 的高电平，即模拟开关2输出逻辑1。从而实现了整个系统的上电。 2.掉电过程 1)系统初始状态(上电状态)cl=l,il0=0 (常值)，ill=l (常值)，i20=0 (常值)，i21=l (常值)； 2)系统掉电过程(定时/计数器溢出掉电) 设丁=0时，定时/计数器开始定时/计数(本发明中使用了看门狗定时器，系统进入待机开始定时)，T=tl时计数溢出(tl可通过软件设置，本发明中设置为看门狗8 秒定时溢出，使PC2发出低电平信号) 当T=tl时，PC2=0 —4=0，，:=0c2= — il0=0- :1=0o2=0 (系统掉电)一10=0i20=0 4=0il0=0 (常值) -—，)=o2=0 (进入未上电状态)当系统需要关闭再次进入掉电状态时，通过定时器中断，使微控制器的PC2端 口发出一个低电平信号，"模拟开关l"的输出信号将跟随其"0输入端口"的低电平， 从而整个系统进入掉电状态。由于为电源的控制和使用设计了全速运行，待机以及掉电三个状态，这样就大大 地延长了电池和智能卡的寿命。
权利要求
1.一种中文点阵显示智能卡能耗控制器，包括两个单刀双掷模拟开关以及智能卡系统内的微机控制器两个输入输出端口，其特征在于所述的两个单刀双掷模拟开关中的一个模拟开关1的一个输入端口i10联接所述的微机控制器的PC1端，并经键K联接VCC，另一输入端i11联接VCC，控制端C1联接所述的微机控制器的PC2端，输出端01联接另一个模拟开关2的控制端C2；所述的另一个模拟开关2的一个输入端i20联接VCC*，另一输入端i21联接VCC，输出端02联接所述的微机控制器的P端。
全文摘要
本发明涉及一种中文点阵显示智能卡能耗控制器。该控制器包括一组模拟开关，通过智能卡系统的微机控制单元的两个输入输出端口进行控制，且该能耗控制器特别适合于集成于符合ISO7681尺寸标准的智能卡系统内，从而有利于实现更多的智能卡功能。与现有技术相比，本发明采用模拟开关进行能源上电断电切换，通过使用系统微机的两个输入输出端口实现能耗控制系统的控制。通过该能耗控制器，能够将智能卡能耗的最小化，以及根据用户需要实现各种灵活的能耗控制方案，突破了中文显示智能卡电源能耗控制这项技术瓶颈，并且电路结构简单，使用非常稳定。
文档编号G06K19/07GK101149814SQ20071004749
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者上官东恺, 刘建影 申请人:上海大学