CN104536314B - 基于近场通信nfc的开机控制电路、方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于近场通信NFC的开机控制电路、方法和电子设备，该控制电路包括：NFC感应电路和时序开机控制电路；时序开机控制电路与NFC感应电路的输出端连接；NFC感应电路，用于在收到NFC请求信号时向时序开机控制电路输出控制信号；时序开机控制电路，用于在接收到所述控制信号后的第一时间点输出上电信号，并在之后到达的第二时间点输出NFC触发信号。本发明的这种控制电路在NFC触发信号消失之前，使得系统开始工作，并对该信号进行检测，进而避免了上电信号和NFC触发信号同时产生导致的系统刚启动而NFC触发信号即消失无法开机的问题。

Description

基于近场通信NFC的开机控制电路、方法和电子设备

技术领域

本发明涉及近场通信NFC领域，具体涉及一种基于近场通信NFC的开机控制电路、方法和电子设备。

背景技术

近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种短距高频的无线电技术，NFC近场通信技术是由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。目前，带有NFC功能的电子设备越来越普及，而这类设备在开机时，可以由外部NFC设备发送的NFC请求信号进行触发，例如，由外部的NFC设备向带NFC功能的电子设备发送NFC请求信号，带NFC功能的电子设备在收到该NFC请求信号后在系统规定的触发时间内完成上电开机，可进一步与外部NFC设备进行通信。但是，现有通过NFC触发信号控制NFC设备开机的电路中，由于上电信号和NFC触发信号是同时产生的，如果带NFC功能的电子设备要求的NFC接触触发的时间(即外部NFC设备与带NFC功能的电子设备在接触触发多长时间内能够稳定开机)比较短，就可能会导致后面的系统刚启动，然后NFC触发信号就没有了，后面的系统就检测不到NFC触发的事件的信号，进而导致NFC不能开机事件的发生。

发明内容

本发明提供了一种基于近场通信NFC的开机控制电路、方法以解决在根据NFC触发信号来实现开机时可能导致的无法开机的问题，并提供了一种包含上述开机控制电路的电子设备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于近场通信NFC的开机控制电路，该开机控制电路包括：NFC感应电路和时序开机控制电路；

时序开机控制电路与NFC感应电路的输出端连接；

NFC感应电路，用于在收到NFC请求信号时向时序开机控制电路输出控制信号；

时序开机控制电路，用于在接收到控制信号后的第一时间点输出上电信号，并在之后到达的第二时间点输出NFC触发信号。

可选地，NFC感应电路包括：NFC天线、NFC芯片、第一二极管、第一电阻和第一电容；

NFC芯片与NFC天线连接；

第一二极管的正极与NFC芯片连接；

第一二极管的负极连接与第一电阻的一端连接；

第一电阻的另一端作为NFC感应电路的输出端，分别与时序开机控制电路的输入端以及第一电容的一端连接；

第一电容的另一端接地。

可选地，时序开机控制电路包括：第二电阻、第一场效应管、第二场效应管和第三三极管；

第一场效应管的栅极以及第三三极管的发射极作为时序开机控制电路的两个输入端，均与NFC感应电路的输出端和一电源的供电端连接；

第一场效应管的栅极还与第二场效应管的栅极连接；

第一场效应管的源极接地；

第一场效应管的漏极与第三三极管的基极连接；

第二场效应管的漏极作为时序开机控制电路的NFC开机触发端，连接系统的工作电压供电端，用于输出NFC触发信号；

第二场效应管的源极接地；

第三三极管的集电极作为时序开机控制电路的上电控制端，用于输出上电信号；

第三三极管的基极和发射极之间并联第二电阻。

可选地，时序开机控制电路还包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二二极管和第三二极管；

第三电阻的一端与第一场效应管的一端连接，另一端接地；

第四电阻的一端分别与第三三极管的集电极以及第三二极管的正极连接，第四电阻的另一端接地；

第五电阻的一端与第一场效应管的漏极连接，另一端与第三三极管的基极连接；

第三二极管的负极用于输出上电信号；

第二二极管的负极与第一场效应管的栅极连接；

第二二极管的正极与第三三极管的发射极连接。

可选地，第三三极管为PNP型三极管；

第一场效应管和第二场效应管均为NMOS型场效应管。

可选地，控制电路还包括连接NFC感应电路的输出端的复位电路；

复位电路包括：第四开关管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四二极管和第二电容；

第四开关管的基极/栅极分别与第八电阻的一端以及第七电阻的一端连接；

第四开关管的集电极/源极与第八电阻的另一端连接并接地；

第四开关管的发射极/漏极用于输出复位信号；

第七电阻的另一端与所述第二电容的一端连接；第二电容的另一端接地；

第四二极管的负极和所述第一场效应管的栅极连接，第四二极管的正极和第二电容的一端连接；

第四二极管的两端并联有第六电阻。

可选地，复位电路还包括：第九电阻，

第九电阻的一端分别与第四二极管的负极以及第一场效应管的栅极连接，第九电阻的另一端接地。

可选地，第四开关管为NMOS型场效应管或NPN型三极管。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：如本发明一个方面的控制电路以及一电源和系统主控芯片；

其中，一电源的输出端与时序开机控制电路的输入端连接；

系统主控芯片与时序开机控制电路的输出上电信号的一端以及输出NFC触发信号的一端连接。

根据本发明的再一个方面，提供了一种电子设备的NFC的开机控制方法，该方法包括：

利用时序开机控制电路，在接收到所述控制信号后的第一时间点输出上电信号，所述电源与所述系统主控芯片之间的供电通路导通，所述电源给所述系统主控芯片上电；

利用时序开机控制电路，在所述第一时间点之后到达的第二时间点输出NFC触发信号，所述系统主控芯片接收所述NFC触发信号，使得电子设备开机，进入工作状态。

本发明提供的这种基于NFC的开机控制电路可以实现在比较短的NFC接触触发时间内，让上电信号早于NFC触发信号产生，使得在NFC接触触发动作结束前就让系统开始对该NFC触发信号进行检测，保证能够在系统要求的较短触发时间内，实现NFC触发开机动作的有效性。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的结构图；

图2是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图；

图3是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图；

图4是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在系统预定的触发时间内，使得上电信号早于NFC触发信号产生，这样能够避免上电信号和NFC触发信号同时产生而系统预定的触发时间内无法检测到NFC触发信号导致的不能开机事件的发生。

目前，具备NFC功能的电子设备在进行NFC通信之前为了节省功耗通常会保持关机状态，一旦接收到NFC请求信号时，再触发NFC电子设备上电进而完成开机后可与外部NFC设备通信，而NFC电子设备系统往往会要求更短的接触触发时间，例如，当通过手机去激活带NFC功能的蓝牙耳机时，能够在越短的时间内触发蓝牙耳机开机进入工作状态，越容易接受。而现有的NFC电子设备的电路结构中，上电信号和NFC触发信号是同时产生的，通常系统要求的接触触发时间较短，这样就有可能导致电路中系统刚启动，NFC触发信号就消失了，后面的系统检测不到NFC触发信号，进而导致NFC电子设备不能开机的发生。

本发明提供了一种基于近场通信NFC的开机控制电路，图1是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的结构图，参见图1，该控制电路包括：NFC感应电路101和时序开机控制电路102；

时序开机控制电路102与NFC感应电路101连接；

NFC感应电路101，用于在收到NFC请求信号时向时序开机控制电路102输出控制信号；

时序开机控制电路102，用于在接收到控制信号后的第一时间点输出上电信号，并在之后到达的第二时间点输出NFC触发信号。

本发明的这种基于NFC的开机控制电路通过调整上电信号和NFC触发信号的时序(即先产生上电信号后产生NFC触发信号)，来避免系统在较短时间内检测不到NFC触发信号进而导致NFC电子设备不能开机事件的发生，在本实施例中，上电信号和NFC触发信号的时序是：先产生上电信号，后面系统(主要是指电子系统的主控芯片MCU)上电，并控制产生NFC触发信号并被后面的系统(主控芯片MCU)检测到该事件的信号，进而完成NFC开机的动作，即使得主控芯片MCU先开机，然后控制整个电子系统通过NFC功能实现开机。实现了在同样较短的触发时间内，NFC触发开机动作的有效性。

图2是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图，参见图2，本发明一个实施例中的开机控制电路包括：NFC感应电路和时序开机控制电路，其中，所述NFC感应电路包括NFC天线及NFC芯片、第一二极管D1、第一电阻R1和第一电容C1，进一步的NFC芯片与NFC天线之间设有滤波电容C，以滤除杂波干扰；时序开机控制电路包括：第二电阻R2、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三三极管Q3；

第一二极管D1的负极与NFC芯片连接，用于保证电流流向并整流；

第一二极管D1的正极连接与第一电阻R1的一端连接；

第一电阻R1的另一端分别与第一场效应管Q1的栅极、第一电容C1的一端以及第三三极管Q3的发射极连接；

第一电容C1的另一端接地；

第一场效应管Q1的栅极还与第二场效应管Q2的栅极连接；

第一场效应管Q1的源极接地；

第一场效应管Q1的漏极与第三三极管Q3的基极连接；

第二场效应管Q2的漏极用于输出NFC触发信号；

第二场效应管Q2的源极接地；

第三三极管Q3的集电极用于输出上电信号；

第三三极管Q3的基极和发射极之间并联第二电阻R2。

在本实施例中，第三三极管Q3为PNP型三极管；

第一场效应管Q1和第二场效应管Q2均为NMOS型场效应管。

参见图2，在本实施例中，第三三极管Q3的发射极还与电源输出控制端VBAT连接。第二场效应管Q2的漏极还通过一限流电阻与系统工作电压输出端VDD连接。

该基于NFC开机控制电路的工作过程是：NFC芯片通过焊盘与NFC天线连接，该NFC天线可以是FPC线圈，一旦NFC天线感应到外界NFC设备发送的信号后(即有外部NFC设备发送请求信号)，就会在NFC芯片的端口6产生一个高电平的控制信号(即一个感应电流脉冲)，NFC芯片输出的高电平信号被二极管D1整流之后，对第一电容C1进行充电，第一电容C1上的电压从0逐渐变大，进而导致NMOS管Q1和Q2的漏源极的导通电流也由低到高变化，只要NMOS管Q1的漏源极的导通电流足以使得三极管Q3导通(即第一预定时间点，此时Q1的漏源极的导通电流很小，还没有使得NMOS管Q1和Q2完全导通)，在三极管Q3的集电极电压产生一个由低变高的信号变化输出上电信号，进而导致后面的系统上电，后面的系统控制产生电压VDD；此时，NFC触发信号端的电压仍然是高电平(虽然NFC触发信号端的电压有所降低，但是后面的系统还认为是高电平)。

随着NMOS管的Q1栅极的电压(即第一电容C1的电压)的增大导致Q2导通(即后于第一时间点到达的第二时间点)，NMOS管Q2的漏源极之间的压降(由于Q2的源极接地，实际是Q2的漏极电压即NFC触发信号端)减小到预定的低电平值，使得后面的系统判断出该减小后的电平为低电平进而判断出是NFC触发了，系统先检测到上电信号启动后，又在预定时间内检测到NFC触发信号从而实现开机。低电平的范围和电子设备的系统设定有关，系统通常将小于0.8V的电平判断为低电平，进而判断为NFC触发信号有效，完成开机。此外，由于在电子设备开机后第一场效应管Q1截止，使得第三三极管Q3也截止，从而降低了电路功耗。

其中，将电阻R1连接在NFC芯片的信号输出端与N沟道MOS管Q1的栅极之间，将电容C1连接在所述N沟道MOS管Q1的栅极与地之间，构成延时电路，配置电阻R1和电容C1的参数值，调节延时电路的延时时间t＝R1*C1，使得在NFC感应信号持续输出的时间到达延时电路所对应的延时时间时才进行开机动作，以防短暂接触而误触发，进而节约功耗。

图3是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图，参见图3，在本实施例中，时序开机控制电路还包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二二极管D2和第三二极管D3；

第三电阻R3的一端与第一场效应管Q1的栅极连接，另一端接地；

第四电阻R4的一端分别与第三三极管Q3的集电极以及第三二极管D3的负极连接，第四电阻R4的另一端接地；

第五电阻R5的一端与第一场效应管Q1的漏极连接，另一端与第三三极管Q3的基极连接；

第三二极管D3的正极用于输出上电信号；

第二二极管D2的负极与第一场效应管Q1的栅极连接；

第二二极管D2的正极与第三三极管Q3的发射极连接。

通过图3中的电路，在开机过程中先产生上电信号后面的系统上电，并控制相应电路产生电压VDD，产生NFC触发信号并被后面的系统检测到该触发信号，进而完成NFC开机的动作。

在本发明的一个实施例中，该基于NFC的开机控制电路还包括复位电路，如果整个系统出现死机现象，可以通过NFC触发来实现复位操作。图4是本发明一个实施例提供的一种基于近场通信NFC的开机控制电路的电路图，参见图4，该复位电路包括：

第四开关管Q4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四二极管D4和第二电容C2；

第四开关管Q4的基极/栅极分别与第八电阻R8的一端以及第七电阻R7的一端连接；

第四开关管Q4的集电极/源极与第八电阻R8的另一端连接并接地；

第四开关管Q4的发射极/漏极用于输出复位信号；

第七电阻R7的另一端与第二电容C2的一端连接；

第二电容C2的另一端接地；

第四二极管D4的负极和第一场效应管Q1的栅极连接，第四二极管D4的正极和第二电容C2的一端连接；

第四二极管D4的两端并联有第六电阻R6。

在本实施例中，第四开关管为NMOS型场效应管或NPN型三极管。

通过配置电阻R6与第二电容C2的参数，可以使得NFC复位和NFC开机信号进行区分，本实施例中，NFC复位时所需的NFC接触时间大于NFC开机时所需的NFC接触时间。

该复位电路的工作过程是：在系统开机后，可以通过较长时间的NFC接触触发(要远大于一般触发开机的时间)，通过电阻R6对第二电容C2进行充电，然后通过电阻R7和R8对第二电容C2上的电压进行分压，以电阻R8上的分压来驱动开关管Q4，随着第二电容C2电压的升高，只有当第八电阻R8上的电压高于Q4的导通电压时，第四开关管Q4才导通漏极或发射极电压拉低，并产生一个复位信号，使系统复位。

在本实施例中，复位的时间的具体设定，根据具体的需要，通过对电阻R6、R7和R8以及第二电容C2的值的设定来实现。

上述描述中的所有二极管可以是普通二极管，也可以是稳压二极管。本实施例的图中仅示出了二极管D1、D2、D3是稳压二极管，D4是普通二极管的情况，并不表示限定于此，在其他实施例中，采用普通二极管时应根据电路结构安排二极管的连接关系。

本发明还提供了一种电子设备，包括:本发明一个方面的控制电路以及一电源和系统主控芯片；其中，一电源的输出端与时序开机控制电路的输入端连接；系统主控芯片与时序开机控制电路的输出上电信号的一端以及输出NFC触发信号的一端连接。

本发明的这种电子设备，由于集成了本发明一个方面提供的这种基于NFC的开机控制电路，不会出现上电信号和NFC触发信号同时产生时可能导致的设备无法开机问题，因而具有较佳的用户体验。

根据本发明的再一个方面，提供了一种电子设备的NFC开机控制方法，该方法包括：

利用NFC感应电路，在收到NFC请求信号时向时序开机控制电路输出控制信号；

利用时序开机控制电路，在接收到控制信号后的第一时间点输出上电信号，电源与系统主控芯片之间的供电通路导通，电源给系统主控芯片上电；

利用时序开机控制电路，在第一时间点之后到达的第二时间点输出NFC触发信号，系统主控芯片接收NFC触发信号，使得电子设备开机，进入工作状态。

此外，本实施例的电子设备还可以通过NFC触发信号实现系统复位。若系统需要复位，则在进入工作状态后的任意时间点，再次利用NFC感应电路感应NFC请求信号，当该NFC请求信号的持续时间满足系统复位所需要的时间时，复位电路导通，实现系统复位。

需要说明的是，本发明的这种基于近场通信NFC的开机控制方法，是和前面说明的基于近场通信NFC的开机控制电路相对应的，因而，基于近场通信NFC的开机控制方法的实现步骤可以参见前述基于近场通信NFC的开机控制电路的工作过程部分的说明，在此不再赘述。

综上所述，该基于近场通信NFC的开机控制电路可以避免当上电和NFC事件信号同时产生，要求的NFC接触触发的时间较短，导致系统检测不到NFC触发信号，进而NFC不能开机的事发生。应用该电路，可以实现在比较短的NFC接触触发时间内，让上电信号早于NFC触发信号产生，使得在NFC接触触发信号消失前就让系统开始对该信号进行检测，保证能够在同样的比较短的触发时间内NFC触发开机动作的有效性。并且在NFC开机后可以通过第三三极管截止，降低了电路功耗。即该电路还具有降低功耗的优点。此外，在系统出现死机现象时，可以利用本发明一个实施例中提供的复位电路实现系统复位，避免了系统死机现象的发生，提高了系统的稳定性。同时应用NFC接触实现开机和复位，可以让电子设备省去开机机械键和复位机械键，有利于电子设备的防水。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述基于近场通信NFC的开机控制电路包括：NFC感应电路和时序开机控制电路；

所述时序开机控制电路与所述NFC感应电路的输出端连接；

所述NFC感应电路，用于在收到NFC请求信号时向所述时序开机控制电路输出控制信号；

所述时序开机控制电路，用于在接收到所述控制信号后的第一时间点输出上电信号，并在之后到达的第二时间点输出NFC触发信号；

所述时序开机控制电路包括：第二电阻、第一场效应管、第二场效应管和第三三极管；

所述第一场效应管的栅极以及所述第三三极管的发射极作为所述时序开机控制电路的两个输入端，均与所述NFC感应电路的输出端和一电源的供电端连接；

所述第一场效应管的栅极还与所述第二场效应管的栅极连接；

所述第一场效应管的源极接地；

所述第一场效应管的漏极与所述第三三极管的基极连接；

所述第二场效应管的漏极作为所述时序开机控制电路的NFC开机触发端，连接系统的工作电压供电端，用于输出所述NFC触发信号；

所述第二场效应管的源极接地；

所述第三三极管的集电极作为所述时序开机控制电路的上电控制端，用于输出所述上电信号；

所述第三三极管的基极和发射极之间并联所述第二电阻。

2.如权利要求1所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述NFC感应电路包括：NFC天线、NFC芯片、第一二极管、第一电阻和第一电容；

所述NFC芯片与所述NFC天线连接；

所述第一二极管的正极与所述NFC芯片连接；

所述第一二极管的负极连接与所述第一电阻的一端连接；

所述第一电阻的另一端作为所述NFC感应电路的输出端，分别与所述时序开机控制电路的输入端以及所述第一电容的一端连接；

所述第一电容的另一端接地。

3.如权利要求1所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述时序开机控制电路还包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二二极管和第三二极管；

所述第三电阻的一端与所述第一场效应管的栅极连接，另一端接地；

所述第四电阻的一端分别与所述第三三极管的集电极以及所述第三二极管的正极连接，所述第四电阻的另一端接地；

所述第五电阻的一端与所述第一场效应管的漏极连接，另一端与所述第三三极管的基极连接；

所述第三二极管的负极用于输出所述上电信号；

所述第二二极管的正极与所述第一场效应管的栅极连接；

所述第二二极管的负极与所述第三三极管的发射极连接。

4.如权利要求2至3任一项所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述第三三极管为PNP型三极管；

所述第一场效应管和第二场效应管均为NMOS型场效应管。

5.如权利要求1至3任一项所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述基于近场通信NFC的开机控制电路还包括连接所述NFC感应电路的输出端的复位电路；

所述复位电路包括：第四开关管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四二极管和第二电容；

所述第四开关管的基极/栅极分别与所述第八电阻的一端以及所述第七电阻的一端连接；

所述第四开关管的集电极/源极与所述第八电阻的另一端连接并接地；

所述第四开关管的发射极/漏极作为复位电路的输出端，用于输出复位信号；

所述第七电阻的另一端与所述第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端接地；

所述第四二极管的负极作为复位电路的输入端，和所述第一场效应管的栅极连接，所述第四二极管的正极和所述第二电容的一端连接；

所述第四二极管的两端并联有所述第六电阻。

6.如权利要求5所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述复位电路还包括：第九电阻，

所述第九电阻的一端分别与所述第四二极管的负极以及所述第一场效应管的栅极连接，所述第九电阻的另一端接地。

7.如权利要求6所述的基于近场通信NFC的开机控制电路，其特征在于，所述第四开关管为NMOS型场效应管或NPN型三极管。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：如权利要求1-7中任一项所述的基于近场通信NFC的开机控制电路以及一电源和系统主控芯片；

其中，所述一电源的输出端与所述时序开机控制电路的输入端连接；

所述系统主控芯片与所述时序开机控制电路的输出上电信号的一端以及输出NFC触发信号的一端连接。

9.一种如权利要求8所述的电子设备的NFC开机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

利用NFC感应电路，在收到NFC请求信号时向时序开机控制电路输出控制信号；

利用时序开机控制电路，在接收到所述控制信号后的第一时间点输出上电信号，所述电源与所述系统主控芯片之间的供电通路导通，所述电源给所述系统主控芯片上电；

利用时序开机控制电路，在所述第一时间点之后到达的第二时间点输出NFC触发信号，所述系统主控芯片接收所述NFC触发信号，使得电子设备开机，进入工作状态；

时序开机控制电路包括：第二电阻、第一场效应管、第二场效应管和第三三极管；

所述第一场效应管的栅极以及所述第三三极管的发射极作为所述时序开机控制电路的两个输入端，均与所述NFC感应电路的输出端和一电源的供电端连接；

所述第一场效应管的栅极还与所述第二场效应管的栅极连接；

所述第一场效应管的源极接地；

所述第一场效应管的漏极与所述第三三极管的基极连接；

所述第二场效应管的漏极作为所述时序开机控制电路的NFC开机触发端，连接系统的工作电压供电端，用于输出所述NFC触发信号；

所述第二场效应管的源极接地；

所述第三三极管的集电极作为所述时序开机控制电路的上电控制端，用于输出所述上电信号；

所述第三三极管的基极和发射极之间并联所述第二电阻。