CN103024195B - 一种智能移动终端及其充电实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能移动终端及其充电实现方法，用以实现在智能移动终端的USB模块工作于主模式下时，仍然能够对智能移动终端充电。该智能移动终端，设置有通用串行总线USB接口，还包括充电接口；所述充电接口的第一管脚连接所述智能移动终端的电源管理芯片的充电管脚后经一滤波电路接地；所述充电接口的第二管脚连接至一分压电路的中间节点，所述中间节点连接至一通用输入输出GPIO管脚；所述充电接口的第三管脚和第四管脚接地。

Description

一种智能移动终端及其充电实现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能移动终端及其充电实现方法。

背景技术

近年来，随着智能移动终端得到了迅速发展，智能移动终端的串行总线（Universal Serial Bus，USB）功能也得到增强，已经不再局限于作为从属设备与主设备进行数据传输，还具有特殊应用，例如，智能移动终端还可以作为上网卡使用等。在这些特殊应用场景中，智能移动终端的USB模块是作为主设备使用的。

具体地，智能移动终端的USB模块有两种工作模式：主（Host）模式和从（Peripheral）模式。当智能移动终端的USB模块工作在从模式下时，USB模块具体以下两个功能：一个功能是USB模块将智能移动终端作为从设备与连接的主设备（例如个人电脑等）进行数据通信，另一个功能是USB模块通过检测各管脚的电平状态确定充电器的插或拔，以及辨别充电器的类型，实现对智能移动终端充电。当智能移动终端的USB模块工作在主模式下时，将智能移动终端作为主设备对外供电，不再检测充电器的插和拔，也不会触发启动充电功能，无法实现对智能移动终端的充电功能了。

以采用Android操作系统、硬件采用高通平台的智能移动终端为例，在USB模块工作在从模式下时，USB OTG（On-The-Go）模块通过检测USB接口中用于电压输入的管脚（VBUS）的电平状态触发充电器的插拔中断，在中断处理函数中辨别当前充电器的插、拔状态以及，在充电器为插状态时进一步判断充电器的类型。具体的判断依据为：当USB接口的D+管脚和D-管脚短接时确定充电器的类型为USB接口的充电器，否则，确定充电器类型为个人电脑的USB线。当手动切换USB模块工作在主模式后，不再检测充电器的插拔，无法实现对智能移动终端进行充电。

发明内容

本发明提供一种智能移动终端及其充电实现方法，用以实现在智能移动终端的USB模块工作于主模式下时，仍然能够对智能移动终端充电。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种智能移动终端，设置有通用串行总线USB接口，还包括充电接口；

所述充电接口的第一管脚连接所述智能移动终端的电源管理芯片的充电管脚后经一滤波电路接地；

所述充电接口的第二管脚连接至一分压电路的中间节点，所述中间节点连接至一通用输入输出GPIO管脚；

所述充电接口的第三管脚和第四管脚接地。

一种上述智能移动终端的充电实现方法，包括：

在智能移动终端的串行总线USB模块工作于主模式时，定时检测所述GPIO管脚的电平状态，其中，所述充电接口中有充电器插入时，所述充电接口的第二管脚与第三管脚连通后接地，所述GPIO管脚为低电平；所述充电接口中没有充电器插入时，所述GPIO管脚为高电平；

若根据所述GPIO管脚的电平状态确定所述充电接口中插入充电器且当前所述智能移动终端未处于充电状态时，启动为所述智能移动终端充电的过程；

若根据所述GPIO管脚的电平状态确定所述充电接口中未插入充电器且当前所述智能移动终端处于充电状态时，停止为所述智能移动终端充电。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过在设置有USB接口的智能移动终端中设置充电接口，该充电接口的第一管脚连接智能移动终端电源管理芯片的充电管脚，第二管脚连接至一分压电路的中间节点，且该中间节点连接至一通用输入输出GPIO管脚，第三管脚和第四管脚接地。在智能移动终端的USB模块工作于主模式下且需要为智能移动终端充电时，将充电器插入设置的充电接口，使得第二管脚与第三管脚连通，即第二管脚接地，即将GPIO管脚从高电平拉低为低电平，使得能够通过定时检测GPIO管脚的电平状态确定是否有充电器插入，并结合当前智能移动终端的充电状态确定是启动或停止为智能移动终端充电，从而可以实现在智能移动终端的USB模块工作于主模式下时，仍然能够对智能移动终端充电。

附图说明

图1为本发明实施例中充电接口电路示意图；

图2为本发明实施例中实现智能移动终端充电的方法流程示意图；

图3为本发明实施例中在Modem内核代码中充电功能实现流程示意图；

图4为本发明实施例中在Kernel代码中上报充电提示信息的实现流程示意图。

具体实施方式

为了克服现有的智能移动终端在USB模块工作在主模式下时，无法为电池充电的缺陷，使得智能移动终端的USB模块无论工作于主模块还是从模式，都可以实现对电池进行充电，本发明实施例提供了一种智能移动终端及其充电实现方法。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

如附图1所示，本发明实施例中提供了一种智能移动终端，该智能移动终端除设置有USB接口101外，还设置有充电接口CN7001，其中，

充电接口CN7001的第一管脚（即管脚1）连接智能移动终端的电源管理芯片的充电管脚VCHG后经一滤波电路接地；

充电接口CN7001的第二管脚（即管脚3）连接至一分压电路的中间节点，该分压电路的中间节点连接至一通用输入输出（General Purpose Input Output，GPIO）管脚CHG_IN_EN；

充电接口CN7001的第三管脚（即管脚2）和第四管脚（即管脚4）接地。

具体实现中，充电接口可采用一直流电源插座（DC JACK）CN7001实现（如附图1中所示），该直流电源插座CN7001的管脚1为电源管脚，用于5伏电压供电输入，管脚3为一弹片用于检测充电器插头插入该直流电源插座，管脚2也为一弹片，该管脚2与管脚4连接，当充电器插头插入该直流电源插座后，充电器插头的外围金属将管脚2与管脚3连接，管脚4接地。

具体地，该充电接口CN7001的第二管脚连接至二极管Z7003的负极（即分压电路的第一中间节点），且二极管Z7003的负极经第一电阻RV7007接地，二极管Z7003的正极（即分压电路的第二中间节点a）经第二电阻R7025连接至电压源VREG_S3。在充电接口CN7001未插入充电器时，经由二极管Z7003、第一电阻RV7007、第二电阻R7025组成的分压电路，GPIO管脚CHG_IN_EN处于高电平状态。

优选地，二极管Z7003采用肖特基二极管，第一电阻RV7007采用压敏电阻，以能对电路进行保护。其中，利用肖特基二极管的正向导通、反向截至特性，防止充电接口CN7001的管脚3的电流反灌至GPIO管脚所在的中央处理器（CPU）芯片烧毁CPU，以对电路进行保护。其中，压敏电阻在正常状态下呈现高阻抗，当外加电压超过预定值时呈现低阻抗，以释放过高的电压，起到保护电路的作用。

具体地，充电接口CN7001的第一管脚连接至电压管理芯片的充电管脚VCHG后经第三电阻RY7008接地，且第三电阻RY7008的两端并接一电容C7009。通过该第三电阻RY7008与电容C7009组成的滤波电路，可以进一步对充电接口电路进行保护。

较佳地，第一管脚还连接至USB接口中用于充电电压输入的管脚（即VBUS管脚）。也就是说，USB接口中的VBUS管脚也与电源管理芯片的充电管脚VCHG连接，在USB接口工作于从模式时，可以通过USB接口的VBUS管脚为电源管理芯片的VCHG管脚为其提供5伏电压，再由电源管理芯片为电池充电。

基于上述智能移动终端，在USB接口工作于主模式下时，将充电器插入设置的充电接口CN7001，通过充电接口的第一管脚（管脚1）输入5伏电压至电源管理芯片的充电管脚VCHG，由电压管理芯片为电池充电。同时，在充电器插入设置的充电接口CN7001后，充电接口的第二管脚（即管脚3）通过充电器插头与第三管脚（即管脚2）、第四管脚（即管脚4）连接，即将第二管脚（即管脚3）从高电平拉低为低电平（接地），同时GPIO管脚的电平状态也从高电平拉低为低电平；而在充电器未插入设置的充电接口CN7001时，充电接口的第二管脚（即管脚3）为高电平，同时GPIO管脚的电平状态也为高电平。

基于上述电路原理，本发明实施例中，如附图2所示，针对上述实施例提供的智能移动终端，在智能移动终端的USB模块工作于主模式下时，实现智能移动终端充电的具体方法流程如下：

步骤201：定时检测GPIO管脚的电平状态。

其中，在设置的充电接口中有充电器插入时，充电接口的第二管脚与第三管脚连通后接地，GPIO管脚为低电平；在设置的充电接口中没有充电器插入时，GPIO管脚为高电平。

在采用高通硬件平台的具体实现中，由Modem内核检测GPIO管脚的电平状态。

步骤202：若根据GPIO管脚的电平状态确定充电接口中插入充电器且当前智能移动终端未处于充电状态时，启动为智能移动终端充电的过程。

具体地，在GPIO管脚为低电平且根据充电状态标识确定智能移动终端当前处于未充电状态时，启动充电状态机为智能移动终端充电，并修改充电状态标识为充电状态。

步骤203：若根据GPIO管脚的电平状态确定充电接口中未插入充电器且当前智能移动终端处于充电状态时，停止为智能移动终端充电。

具体地，在GPIO管脚为高电平且根据充电状态标识确定智能移动终端当前处于充电状态时，停止充电状态机以停止为智能移动终端充电，并修改充电状态标识为未充电状态。

优选地，在步骤202和步骤203中修改充电状态标识后，若充电状态标识为充电状态，向应用层上报正在充电的信息并由应用层显示该信息；若充电状态标识为未充电状态，向应用层上报停止充电的信息并由应用层显示该信息。

在采用高通硬件平台的具体实现中，修改充电状态标识后，由Kernel内核通过工作队列检测并获取修改后的充电状态标识。并在Kernel内核通过工作队列检测并获取所述充电状态标识后，判断并确定充电状态标识为充电状态，由Kernel内核向应用层上报正在充电的信息并由应用层显示该信息；判断并确定充电状态标识为未充电状态，由Kernel内核向应用层上报停止充电的信息并由应用层显示该信息。

基于本发明实施例提供的智能移动终端，用于指示充电器的插拔状态的管脚可以是现有的USB接口的VBUS管脚，该管脚在充电器插入和拔出时呈现不同的电平状态，也可以是设置的充电接口电路中的GPIO管脚，同样，该GPIO管脚在充电器插入和拔出时呈现不同的电平状态。

本发明实施例中，在USB模块工作于从模式下时，定时检测智能移动终端的USB接口中用于指示充电器插拔状态的VBUS管脚的电平状态，以实现为智能移动终端充电。其中，在USB接口中VBUS管脚的电平状态为高电平时，确定有充电器插入；在USB接口中VBUS管脚的电平状态为低电平时，确定充电器拔出。

本发明实施例中，在USB模块工作于主模式下时，定时检测充电接口电路中的GPIO管脚的电平状态，该GPIO管脚可以用于指示充电器插拔状态，进一步实现为智能移动终端充电。其中，在GPIO管脚的电平状态为低电平时确定充电器插入充电接口；在GPIO管脚的电平状态为高电平时确定充电器未插入充电接口。

以下通过一个具体实施例对本发明实施例提供的实现智能移动中充电的具体过程进行说明。

以采用高通硬件平台的智能移动终端为例，该智能移动终端包含两个内核，分别为Modem内核和Kernel内核，本发明实施例中，在USB模块工作于主模式下时，充电功能是在Modem内核代码中实现，充电状态的应用层上报则是在Kernel代码中实现。

如附图3所示，在Modem内核代码中实现充电功能的具体过程如下：

首先在初始化代码中设定一个定时器，定时周期可以根据需要进行设定，该具体实现中设定定时周期为5秒钟，该定时器用于定时检测设置的充电接口电路中的GPIO管脚的电平状态；

在判定GPIO管脚的电平状态为低电平时，确定充电器插入设置的充电接口，进一步通过充电状态标识判断当前是否已处于充电状态，该具体实现中以充电状态标识为逻辑假（False）表示当前处于未充电状态，以充电状态标识为逻辑真（True）表示当前处于充电状态；在根据充电状态标识确定当前未处于充电状态时，启动充电状态机为智能移动终端充电，并修改充电状态标识为逻辑真，否则，在根据充电状态标识确定当前处于充电状态时，继续判断下次检测的GPIO管脚的电平状态是否为低电平；

在判定GPIO管脚的电平状态为高电平时，确定充电器已拔出，进一步判断充电状态标识是否为真，若是，停止充电状态机并修改充电状态标识为假，否则，继续判断下次检测的GPIO管脚的电平状态是否为低电平。

如附图4所示，在Kernel内核代码中，启动一个工作队列（Work Quene），在检测到Modem内核代码中的充电状态标识发生改变时，获取当前的充电状态标识并判断当前充电状态标识是否为True，若是，则上报应用层正在充电的信息，否则，上报应用层停止充电的信息。

具体实现时，Modem内核代码与Kernel内核代码通过proc接口同步，Modem内核代码检测到充电接口中充电器插入或拔出时，通过proc接口将充电状态标识传递给Kernel代码，Kernel内核代码再根据获取的充电状态标识将充电状态相关信息上报给应用层，从而实现底层充电功能以及界面显示相应提示信息的功能。

基于上述技术方案，本发明实施例中，通过在设置有USB接口的智能移动终端中设置充电接口，该充电接口的第一管脚连接智能移动终端电源管理芯片的充电管脚，第二管脚连接至一分压电路的中间节点，且该中间节点连接至一通用输入输出GPIO管脚，第三管脚和第四管脚接地。在智能移动终端的USB模块工作于主模式下且需要为智能移动终端充电时，将充电器插入设置的充电接口，使得第二管脚与第三管脚连通，即第二管脚接地，即将GPIO管脚从高电平拉低为低电平，使得能够通过定时检测GPIO管脚的电平状态确定是否有充电器插入，并结合当前智能移动终端的充电状态确定是启动或停止为智能移动终端充电，从而可以实现在智能移动终端的USB模块工作于主模式下时，仍然能够对智能移动终端充电。

通过本发明实施例提供的方法，使得智能移动终端不再依赖于USB OTG模块检测充电器的插拔，无论智能移动终端的USB模块工作于主模式还是从模式，都可以正常对该智能移动中的电池进行充电。且该充电方法实现简单，通用性较强，具有较高的可移植性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种智能移动终端，设置有通用串行总线USB接口，其特征在于，还包括充电接口；

所述充电接口的第一管脚连接所述智能移动终端的电源管理芯片的充电管脚后经一滤波电路接地，所述第一管脚还连接至所述USB接口中用于充电电压输入的管脚；所述充电接口的第二管脚连接至一分压电路的中间节点，所述中间节点连接至一通用输入输出GPIO管脚；所述充电接口的第三管脚和第四管脚接地；

在所述智能移动终端的串行总线USB模块工作于主模式时，定时检测所述GPIO管脚的电平状态，其中，所述充电接口中有充电器插入时，所述充电接口的第二管脚与第三管脚连通后接地，所述GPIO管脚为低电平；所述充电接口中没有充电器插入时，所述GPIO管脚为高电平；

根据所述GPIO管脚的电平状态和充电状态标识启动或停止为所述智能移动终端充电。

2.如权利要求1所述的智能移动终端，其特征在于，所述充电接口的第二管脚连接至二极管的负极，且所述二极管的负极经第一电阻接地，所述二极管的正极经第二电阻连接至电压源。

3.如权利要求2所述的智能移动终端，其特征在于，所述二极管采用肖特基二极管，所述第一电阻采用压敏电阻。

4.如权利要求1所述的智能移动终端，其特征在于，所述充电接口的第一管脚连接至所述电压管理芯片的充电管脚后经第三电阻接地，且所述第三电阻的两端并接一电容。

5.一种权利要求1-4任一项所述智能移动终端的充电实现方法，其特征在于，包括：

在智能移动终端的串行总线USB模块工作于主模式时，定时检测所述GPIO管脚的电平状态，其中，所述充电接口中有充电器插入时，所述充电接口的第二管脚与第三管脚连通后接地，所述GPIO管脚为低电平；所述充电接口中没有充电器插入时，所述GPIO管脚为高电平；

在所述GPIO管脚为低电平且根据充电状态标识确定所述智能移动终端当前处于未充电状态时，启动充电状态机为所述智能移动终端充电，并修改充电状态标识为充电状态；

在所述GPIO管脚为高电平且根据充电状态标识确定所述智能移动终端当前处于充电状态时，停止充电状态机以停止为所述智能移动终端充电，并修改充电状态标识为未充电状态。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，由Modem内核检测所述GPIO管脚的电平状态。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，修改充电状态标识后，还包括：由Kernel内核通过工作队列检测并获取所述充电状态标识。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，由Kernel内核通过工作队列检测并获取所述充电状态标识后，还包括：

若所述充电状态标识为充电状态，由Kernel内核向应用层上报正在充电的信息并由应用层显示所述信息；

若所述充电状态标识为未充电状态，由Kernel内核向应用层上报停止充电的信息并由应用层显示所述信息。