CN106816933A - 一种复杂充电协议的系统处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复杂充电协议的系统处理装置及方法，由MCU和充电协议芯片配合，实现复杂充电协议的处理。所述处理装置包括充电协议芯片和MCU，充电协议芯片包括设备插入拔出检测电路、协议命令接收电路及响应波形发送电路；MCU包括协议命令分析模块及响应数据编码模块。本发明充电协议芯片中不需要存储响应数据的内容，也不需要设计复杂的解码电路，将这部分功能的实现转移到MCU中，从而降低支持复杂充电协议移动源应用方案中协议芯片的设计难度和成本，降低系统应用方案的成本，并且提升方案的扩展性。

Description

一种复杂充电协议的系统处理装置及方法

〖技术领域〗

本发明涉及电能传导技术领域，具体涉及电子设备与充电器之间的一种复杂充电协议的系统处理装置及方法。

〖背景技术〗

电子设备日益智能化，尤其以智能手机为代表的移动智能设备，由于其强大的功能，丰富的应用，对电池容量的需求越来越高，但如果电池体积不变的情况下，要提高电池容量，在目前的技术条件下很难实现，因此提高充电速度成为了另一个可行的途径，可以让智能手机在很短的时间内获得大量的能量。

因此国内外厂商纷纷推出了各种快速充电协议，而作为电源备用设备，移动电源产品同样需要支持这些快速充电协议，才能很好的发挥智能设备的充电性能。

充电协议种类繁杂，但总体可以分为两类：1、通过简单改变USB接口中DP/DM的电平来进行握手，确定充电状态；2、通过在USB接口中DP/DM上增加复杂的握手协议，确定充电状态；在充电协议芯片中增加处理复杂协议的电路，将需要存储响应的响应数据内容以及命令编解码电路，会导致充电协议芯片设计复杂，成本高。

〖发明内容〗

本发明提供了一种复杂充电协议的系统处理装置及方法，由MCU和充电协议芯片配合，实现复杂充电协议的处理。本发明由以下技术方案实现：

一种复杂充电协议的系统处理装置，包括充电协议芯片和MCU，其特征在于，充电协议芯片包括设备插入拔出检测电路、协议命令接收电路及响应波形发送电路；MCU包括协议命令分析模块及响应数据编码模块；所述设备插入拔出检测电路的输入端用于监测是否有待充电设备接入，输出端连接所述协议命令接收电路的输入端；所述协议命令分析模块的输入端连接所述协议命令接收电路的输出端，输出端连接响应数据编码模块的输入端；所述响应波形发送电路的输入端连接响应波形编码模块的输出，输出端用于连接待充电设备。

一种复杂充电协议的系统处理方法，其特征在于，包括：

(1)插入拔出检测电路监测是否有智能设备接入，若有接入则开始一次处理，否则持续等待；

(2)协议命令接收电路判断命令的起始、结束，并从中解析命令或产生状态信号，供MCU的协议命令分析模块读取；

(3)协议命令分析模块分析命令并查询出相对应的响应数据；

(4)响应波形编码模块按照预先设计好的波形编码表的对响应数据进行波形编码；

(5)响应波形发送电路按照响应数据的波形编码，将数据送到响应的引脚上。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：充电协议芯片中不需要存储响应数据的内容，也不需要设计复杂的解码电路，将这部分功能的实现转移到MCU中，从而降低支持复杂充电协议移动源应用方案中协议芯片的设计难度和成本，降低系统应用方案的成本，并且提升方案的扩展性。

〖附图说明〗

图1为本发明本实施例提供的复杂充电协议的系统处理装置的结构框图。

图2为本发明本实施例提供的复杂充电协议的系统处理方法的波形编码表。

图3为本发明本实施例提供的复杂充电协议的系统处理方法的编码波形示例图。

图4为本发明本实施例提供的复杂充电协议的系统处理方法的图3波形依图2的编码表的波形编码结果。

图5为本发明本实施例提供的复杂充电协议的波形发送电路状态图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明提供了一种复杂充电协议的系统处理装置，包括MCU和充电协议芯片，充电协议芯片包括设备插入拔出检测电路、协议命令接收电路及响应波形发送电路，MCU包括协议命令分析模块及响应数据编码模块。

基于图1的电路结构，其控制方法说明如下：

插入拔出检测电路1，监测是否有智能设备接入，若有接入则开始一次处理，否则持续等待。协议命令接收电路2，判断充电命令的起始、结束，并从中解析命令，或产生状态信号，供MCU读取。协议命令分析模块3，负责分析命令并产生相对应的响应数据。响应数据编码模块5，按照事先预定的波形编码表生成响应波形编码。响应波形发送电路5，负责按照事先预定的波形编码表和响应波形编码，将响应波形送到输出的引脚上。

结合图2、图3、图4、图5对波形的编码方式描述如下：

1)、如图2描述，波形编码表提供3’d0～3’d7八种编码，分别表示波形电平不翻转、维持波形电平特定时间长度(包括40us、80us、160us、200us、320us)、波形发送结束，通过以上3类编码可以对以40us长度为粒度的波形进行编码.

2)、如图3所示的波形，当检测到需要发送波形时，按照波形编码表可做如下编码，如图A、B、C为40us连续翻转，则可编码为3’d1、3’d1、3’d1；D为80us，编码为3’d2，E为160us，编码为3’d4，F为640us，单个编码无法描述，因此编码为3’d6、3’d0、3’d6，其中3’d0编码可以将两个较小时间长度的编码连接起来，表示更长时间的编码。

3)上述的波形编码后(如图4所示)通过MCU和协议芯片之间的通讯总线，由MCU发送给协议芯片，当协议芯片收到上述编码数据后，将按照图5所示的流程图进行波形发送；

S101，上电复位；

S102，判断是否有响应波形需要发送；

S103，从MCU发送来的波形编码保存在一个16bit宽度的缓存中，该步骤从该缓存中取回一个编码数据；

S104，判断该编码是否是“保持波形电平”，如果是则记录当前该状态，并继续取下一个波形编码；

S105，判断该编码是否是“波形结束”，如果是则进入S109，停止发送响应波形，如果不是进入S106步骤；

S106，判断上一个编码是否是“保持波形电平”，如果是则进入S107，如果不是则进入S108；

S107，波形电平翻转，即如果是高电平就翻转为低电平，如果是低电平则翻转为高电平；

S108，让响应波形在编码对应的时间范围来保持稳定，保持时间完成后处理下一个编码。

上述实施例相比现有技术的有益效果在于：目前的移动电源方案中都会有一颗MCU，通过MCU和充电协议芯片的配合可以方便的实现对复杂充电协议的处理，但是如果全部由MCU实现的话，受制于MCU IO操作速度限制，无法很好的处理窄脉冲协议，如果采用高性能的MCU成本又会大幅增加，而如果通过MCU存储响应数据并处理命令，协议芯片只负责处理接口电气信号的方式，将能很好的解决这一问题。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡是基于本发明主旨且未经创造性劳动即可获得的等效技术特征的替换，应当属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种复杂充电协议的系统处理装置，包括充电协议芯片和MCU，其特征在于，充电协议芯片包括设备插入拔出检测电路、协议命令接收电路及响应波形发送电路；MCU包括协议命令分析模块及响应数据编码模块；所述设备插入拔出检测电路的输入端用于监测是否有待充电设备接入，输出端连接所述协议命令接收电路的输入端；所述协议命令分析模块的输入端连接所述协议命令接收电路的输出端，输出端连接响应数据编码模块的输入端；所述响应波形发送电路的输入端连接响应波形编码模块的输出，输出端用于连接待充电设备。

2.一种复杂充电协议的系统处理方法，其特征在于，包括：

(1)插入拔出检测电路监测是否有智能设备接入，若有接入则开始一次处理，否则持续等待；

(2)协议命令接收电路判断命令的起始、结束，并从中解析命令或产生状态信号，供MCU的协议命令分析模块读取；

(3)协议命令分析模块分析命令并查询出相对应的响应数据；

(4)响应波形编码模块按照预先设计好的波形编码表的对响应数据进行波形编码；

(5)响应波形发送电路按照响应数据的波形编码，将数据送到响应的引脚上。

3.根据权利要求2所述的复杂充电协议的系统处理方法，其特征在于，所述波形编码表波形编码表提供表示波形电平不翻转、维持波形电平特定时间长度、波形发送结束的三类编码。

4.根据权利要求3所述的复杂充电协议的系统处理方法，其特征在于，所述波形编码表如下表：

5.根据权利要求2、3或4所述的复杂充电协议的系统处理方法，其特征在于，所述进行波形编码的发送包括以下步骤：

S101，上电复位；

S102，判断是否有响应波形需要发送；

S103，从MCU发送来的波形编码保存在一个16bit宽度的缓存中，该步骤从该缓存中取回一个编码数据；

S104，判断该编码是否是“保持波形电平”，如果是则记录当前该状态，并继续取下一个波形编码；

S105，判断该编码是否是“波形结束”，如果是则进入S109，停止发送响应波形，如果不是进入S106步骤；

S106，判断上一个编码是否是“保持波形电平”，如果是则进入S107，如果不是则进入S108；

S107，波形电平翻转，即如果是高电平就翻转为低电平，如果是低电平则翻转为高电平；

S108，让响应波形在编码对应的时间范围来保持稳定，保持时间完成后处理下一个编码。