CN105516901A - 一种低功耗蓝牙设备及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低功耗蓝牙设备及其工作方法，属于电子设备领域。本发明公开的设备包括CPU芯片和与所述CPU芯片连接的蓝牙模块、定时器、时钟及其他外围设备；该设备的工作方法包括：设备开机，等待连接蓝牙终端；当设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；当设备与蓝牙终端断开蓝牙连接时，设备通过执行关闭所述其他外围设备，和/或切换定时器为低功耗定时模式，和/或切换时钟为低速时钟模式进入低功耗。本发明公开的设备及其工作方法，有效降低了设备的功耗，可广泛应用到各式各样的蓝牙设备上。

Description

一种低功耗蓝牙设备及其工作方法
技术领域
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种低功耗蓝牙设备及其工作方法。
背景技术
低功耗蓝牙(BluetoothLowEnergy，以下简称：BLE)技术是专为使用电池的终端设备设计的一种数据传输技术，其具有功耗低的优点，且广泛应用于手机、笔记本电脑、PAD等终端设备与蓝牙外设设备之间的数据传输。
随着电子互联网的不断发展和应用，人们越来越多的使用电子设备进行交互，如可穿戴设备与手机终端、智能密钥设备与手机终端等，与此同时电子设备的电池所需消耗的电量也越来越多，因此为了延长电子设备的待机时间，BLE技术在电子设备中的应用将成为各类电子设备生产厂商要解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中提到的问题，本发明提出了一种低功耗蓝牙设备及其工作方法。
本发明采用的技术方案如下：一种低功耗蓝牙设备，包括CPU芯片和与所述CPU芯片连接的蓝牙模块、定时器、时钟、外围设备；
所述蓝牙模块，用于与蓝牙终端建立蓝牙连接；
所述CPU芯片，用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭所述外围设备，和/或切换定时器为低功耗定时模式，和/或切换时钟为低速时钟模式。
其中，所述CPU芯片中包含的控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，将所述定时器的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；
或者所述定时器包括通用定时器和低功耗定时器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭通用定时器，开启低功耗定时器；
所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
所述控制模块，还具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，控制实现时钟分频。与所述时钟连接的有变频寄存器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，将所述变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；
或者所述时钟包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的有倍频寄存器，与所述低速时钟连接的有分频寄存器；所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭所述倍频寄存器，开启所述分频寄存器。
进一步的，当所述CPU芯片检测到所述蓝牙模块与所述蓝牙终端断开蓝牙连接之后重新建立连接时，所述设备被唤醒；当所述设备被唤醒时，所述CPU芯片，还用于打开所述外围设备，和/或切换定时器为通用定时模式，和/或切换时钟为高速时钟模式。
所述控制模块，还具体用于当所述设备被唤醒时，将所述定时器的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；
或者所述定时器包括通用定时器和低功耗定时器，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，关闭低功耗定时器，开启通用定时器；
所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
所述控制模块，还具体用于当所述设备被唤醒时，控制实现时钟倍频。与所述时钟连接的有变频寄存器，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，将所述变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；
或者所述时钟包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的有倍频寄存器，与所述低速时钟连接的有分频寄存器；所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，关闭所述分频寄存器，开启所述倍频寄存器。
其中，所述外围设备包括按键，当所述CPU芯片检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
所述外围设备包括显示屏和蓝牙连接指示灯；
所述显示屏，用于当所述设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接时显示连接界面；
所述蓝牙连接指示灯，用于当所述设备与所述蓝牙终端断开蓝牙连接之后定时闪烁。
上述低功耗蓝牙设备的工作方法，包括以下内容：
设备开机，等待连接蓝牙终端；
当设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；
当设备与蓝牙终端断开蓝牙连接时，设备执行以下操作中的至少一种：
关闭与CPU芯片连接的外围设备；
切换定时器为低功耗定时模式；
切换时钟为低速时钟模式。
上述切换定时器为低功耗定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；
或者具体为关闭通用定时器，开启低功耗定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；
所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
上述切换时钟为低速时钟模式通过对时钟分频实现。所述对时钟分频具体为将当前变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；或者具体为关闭倍频寄存器，开启分频寄存器。
上述关闭与CPU芯片连接的外围设备之后还包括，当所述设备被唤醒时打开所述外围设备；
上述切换定时器为低功耗定时模式之后还包括，当所述设备被唤醒时切换定时器为通用定时模式；
上述切换时钟为低速时钟模式之后还包括，当所述设备被唤醒时切换时钟为高速时钟模式。
其中，所述切换定时器为通用定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；
或者具体为关闭低功耗定时器，开启通用定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；
所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
其中，所述切换时钟为高速时钟模式通过对时钟倍频实现。所述对时钟倍频具体为将当前变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；或者具体为关闭分频寄存器，开启倍频寄存器。
当所述设备监听到蓝牙连接事件时，所述设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接，所述设备被唤醒；
或者是，当所述设备在低功耗定时中断或按键中断中检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
所述设备与所述蓝牙终端建立连接之前还包括所述设备与所述蓝牙终端进行配对。
本发明达到的有益效果是：有效降低了设备的功耗，并且设备成本低，应用广泛。
附图说明
图1是本发明实施例2提供的一种低功耗蓝牙设备的工作方法流程图；
图2是本发明实施例3提供的一种低功耗蓝牙设备的工作方法流程图；
图2-1是蓝牙连接事件处理流程图；
图2-2是低功耗定时中断处理流程图；
图2-3是通用定时中断处理流程图；
图2-4是蓝牙断开事件处理流程图；
图3是蓝牙设备的功耗处于第一功耗等级时的功耗示意图；
图4是蓝牙设备的功耗处于第二功耗等级时的功耗示意图；
图5是本实施例4提供的一种低功耗蓝牙设备的组成框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例1
本实施例提供的一种低功耗蓝牙设备的工作方法，其中，该设备包括CPU芯片和与所述CPU芯片连接的蓝牙模块、定时器、时钟、外围设备；该设备的工作方法包括：
设备开机，等待连接蓝牙终端；
当设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；
当设备与蓝牙终端断开蓝牙连接时，设备通过执行以下操作中的至少一种进入低功耗：
一、关闭与CPU芯片连接的外围设备；
具体的，外围设备包括电源、通信接口；还可以包括按键、显示屏、蓝牙连接指示灯。
二、切换定时器为低功耗定时模式；
具体的，若采用一个定时器，则切换定时器为低功耗定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；若采用两个定时器，则切换定时器为低功耗定时模式具体为关闭通用定时器，开启低功耗定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
三、切换时钟为低速时钟模式。
具体的，切换时钟为低速时钟模式通过对时钟分频实现。若采用一个时钟，与该时钟相连的是变频寄存器，则对时钟分频具体为将变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；若采用两个时钟，与高速时钟连接的是倍频寄存器，与低速时钟连接的是分频寄存器，则对时钟分频具体为关闭倍频寄存器，开启分频寄存器。
优选的，当所述设备与所述蓝牙终端重新建立连接时，所述设备被唤醒；相应的，当设备从低功耗中被唤醒时，根据进入低功耗时执行的操作执行以下操作中的至少一种退出低功耗：
一、打开所述外围设备；
具体的，外围设备包括电源、通信接口；还可以包括按键、显示屏、蓝牙连接指示灯。
二、切换定时器为通用定时模式；
具体的，切换定时器为通用定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；或者具体为关闭低功耗定时器，开启通用定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
三、切换时钟为高速时钟模式。
具体的，切换时钟为高速时钟模式通过对时钟倍频实现。对时钟倍频具体为将一个变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；或者具体为关闭分频寄存器，开启倍频寄存器。
本实施例中设备从低功耗中被唤醒的方式还可以包括，当检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。优选的，若检测到长按键则设备自动关机。
其中，蓝牙连接唤醒方式的具体实现方式是：当所述设备监听到蓝牙连接事件时，所述设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接，所述设备被唤醒；
按键唤醒方式的具体实现是：当所述设备在低功耗定时中断或按键中断中检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
实施例2
本实施例提供的一种低功耗蓝牙设备的工作方法，蓝牙设备与蓝牙终端连接之前的耗电量在第一功耗等级，蓝牙设备与蓝牙终端连接之后的耗电量在第二功耗等级，其中，第一功耗等级的电流值下限为设备与蓝牙终端连接之前处于低功耗时未进行蓝牙广播时的耗电量，单位为微安，第二功耗等级的电流值下限为设备与蓝牙终端连接之后等待收发数据时的耗电量，单位为毫安。
如图1所示，本实施例提供的方法包括以下步骤：
步骤1：设备开机，显示等待连接蓝牙终端；
具体的，设备开机后，与蓝牙终端未连接之前设备的耗电量在第一功耗等级，第一功耗等级的电流值下限为微安级别。
一般的，设备开机后，等待连接蓝牙终端时还包括关闭CPU外设(即与CPU芯片连接的外围设备)，从而降低设备功耗。设备的CPU外设(例如指示灯、电源等)都处于关闭状态时功耗电流可低至1个微安，例如，第一功耗等级的电流值范围为1微安至10毫安。
进一步的，设备与蓝牙终端未连接之前，会根据预先设置的慢广播时间间隔发送蓝牙广播请求，此时设备的耗电量会相对增长，例如从几个微安增长至几个毫安，如发送蓝牙广播请求时耗电量可达到10mA。蓝牙广播时间间隔越大，设备的功耗越小，例如，本实施例中预先设置的蓝牙广播时间间隔为2秒。
设备开机后，与蓝牙终端未连接之前设备的耗电量处于第一功耗等级时的功耗示意图如图3所示。
本实施例中具体的，所述设备的CPU外设除了电源、指示灯之外，设备不同，涉及的部分CPU外设也有所不同，例如，所述设备为智能密钥设备时，CPU外设还可以包括按键、显示屏和串行通信接口；
所述设备为读卡器时，CPU外设还可以包括7816通信接口。
所述设备为令牌设备时，CPU外设还可以包括显示屏、串行通信接口。
步骤2：设备与蓝牙终端建立连接，显示连接界面；
本步骤还包括，保存当前连接的蓝牙终端名称、蓝牙MAC地址等蓝牙特征信息。
优选的，设备与蓝牙终端建立连接之前还可以包括：设备接收蓝牙终端发起的配对请求，产生随机数并显示，使用所述随机数与蓝牙终端进行配对；
或者是，在设备和蓝牙终端中预先保存密钥，使用保存的密钥与蓝牙终端进行配对。
设备与蓝牙终端连接之前先进行配对可增加设备在连接方面的安全性。
具体的，设备与蓝牙终端建立连接之后还包括打开CPU外设，此时设备的耗电量处于第二功耗等级，第二功耗等级的电流值下限为毫安级别。
步骤3：设备与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；
具体的，设备与蓝牙终端进行数据通信时的功耗情况包括，当设备等待收发数据时可达到第二功耗等级的电流值下限，当设备与蓝牙终端之间进行数据收发时可达到第二功耗等级的上限值，例如第二功耗等级的电流值范围为1毫安至10毫安。
例如，本实施例中，当设备与蓝牙终端进行数据通信时，检测到的设备的功耗电流为5毫安。
当设备与蓝牙终端断开蓝牙连接时，执行步骤4；
具体的，当蓝牙连接断开时，设备的耗电量从第二功耗等级变更至第一功耗等级。
优选的，当设备检测到与蓝牙终端无法进行通信时，确定为蓝牙连接断开。具体的，设备根据预先设置的监管超时参数来判断是否与蓝牙终端无法进行通信，该监管超时参数的单位为10ms，范围是100ms到32s。例如，当蓝牙终端超出蓝牙数据收发距离时，或者蓝牙终端关闭时，设备将无法与蓝牙终端进行通信，断开蓝牙并确定为蓝牙连接断开。
或者是，当设备接收到蓝牙终端发来的断开连接指令时，断开蓝牙并确定为蓝牙连接断开。
例如，本实施例预先设置的监管超时参数为100ms，当设备监测到与蓝牙终端之间无数据传输的时间间隔达到100ms时，则设备与蓝牙终端断开蓝牙连接，执行步骤4。
步骤4：设备进入低功耗；
具体的，设备处于低功耗时设备的耗电量可达到第一功耗等级的下限值。
本步骤还包括关闭CPU外设，或者是关闭COS电源并设置每隔30秒蓝牙连接指示灯闪烁一次来提示设备处于低功耗，通过指示灯的闪烁来提示设备处于低功耗是本实施例的一种优选实现方式。
例如，本实施例中当设备处于低功耗时，检测到设备的耗电量为1微安。
当有按键按下或与蓝牙终端重新建立连接时，执行步骤5；
步骤5：设备被唤醒。
具体的，设备从低功耗被唤醒后，设备的耗电量从第一功耗等级变换至第二功耗等级。
本步骤还包括开启CPU外设。
本实施例中设备被唤醒之后，设备的耗电量处在第二功耗等级时的功耗示意图如图4所示。
本实施例提供的蓝牙设备不仅耗电量小，除此之外，本实施例提供的低功耗蓝牙设备的工作方法还可增强蓝牙连接速度，提升用户体验。
实施例3
本实施例提供的一种低功耗蓝牙设备的工作方法，如图2所示，包括：
步骤1：设备初始化，设置当前状态为未连接待机状态，打开CPU外设和中断；
具体的，设备初始化包括系统初始化、外部中断初始化、蓝牙初始化。
其中，蓝牙初始化包括打开蓝牙监听事件、打开蓝牙广播，蓝牙广播时间间隔越大，设备的功耗越小，例如，本实施例中预先设置的蓝牙广播时间间隔为2秒。
本实施例中的打开的中断包括通用定时中断和低功耗定时中断。
步骤2：设备判断当前状态，若是未连接待机状态则执行步骤3，若是数据通信状态则执行步骤8；
优选的，当设备为USB设备时，本步骤之前还可以包括，设备检测是否有USB插入，是则进入USB模式，否则执行步骤2。其中，进入USB模式之后的操作与普通的USB设备的工作方式类似，在本发明中不作详细描述。
步骤3：设备关闭CPU外设，开启低功耗定时器；
具体的，CPU外设包括COS电源、蓝牙连接指示灯等。
步骤4：设备进入低功耗；
具体的，设备在低功耗时设备的耗电量在第一功耗等级，其中，当蓝牙广播时设备功耗可能达到第一功耗等级的上限值，蓝牙广播间隔之间设备功耗达到第一功耗等级的下限值。优选的，第一功耗等级的电流值范围为1微安至10毫安，如图3所示。
当设备被唤醒时，执行步骤5；
进一步的，设备从低功耗被唤醒时还包括，关闭蓝牙广播。
步骤5：设备判断唤醒方式，若是蓝牙连接唤醒则执行步骤6，若是按键唤醒则执行步骤7；
具体的，设备根据唤醒标志位判断唤醒方式，若唤醒标志位的取值为1则为蓝牙连接唤醒，若唤醒标志位的取值为2则为按键唤醒。
本实施例中，当设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时或者设备的按键被按下时，设备被唤醒，并做如下设置：
如图2-1所示，当监听到蓝牙连接事件时，建立蓝牙连接，置位连接标志，设置当前时钟模式为高速时钟模式，设置唤醒标志位为蓝牙连接唤醒。
具体的，设置唤醒标志位为蓝牙连接唤醒具体为，设置唤醒标志位的取值为1，设置当前时钟模式为高速时钟模式具体为将变频寄存器的值写为1。
如图2-2所示，当低功耗定时器的计时达到1s(第三预设时间)时，进入低功耗定时中断，检测是否有按键按下，是则设置唤醒标志位为按键唤醒后退出低功耗定时中断，否则直接退出低功耗定时中断。在退出低功耗定时中断时还包括低功耗定时器的计时自动清零。
具体的，设置唤醒标志位为按键唤醒具体为，设置唤醒标志位的取值为2。
进一步的，还可以在低功耗定时中断中设置：当检测到有USB插入时设置唤醒标志位为USB插入唤醒。
或者是步骤1中打开中断还可以包括打开USB中断，当设备检测到有USB插入时，进入USB中断，设置唤醒标志位为USB插入唤醒后退出USB中断。
步骤6：设备打开CPU外设，关闭低功耗定时器，开启通用定时器，并更改当前状态为数据通信状态，然后返回步骤2；
具体的，打开CPU外设包括打开COS电源和蓝牙连接指示灯。
当通用定时器的计时达到10ms(第一预设时间)时会触发通用定时中断，如图2-3所示，进入通用定时中断，判断通用定时器的计时是否达到180s(第二预设时间)，是则设置当前状态为未连接待机状态，然后退出通用定时中断，否则直接退出通用定时中断。其中，当设备接收到数据时通用定时器的计时自动清零。
进一步的，本步骤还可以为，设备更改当前状态为数据通信状态，然后返回步骤2，相应的，步骤8中还包括，设备打开CPU外设，关闭低功耗定时器，开启通用定时器。
步骤7：设备判断按键是否是长按键，是则关机，否则返回步骤4；
具体的，设备检测按键被按下的时长是否达到预设时长，是则判定为长按键，否则不是长按键。
进一步的，本实施例中所述设备若为常显类型的令牌设备则工作原理与本实施例描述一致，设备唤醒类型包括蓝牙连接唤醒和按键唤醒，且长按键时关机。所述设备若为挑战应答型令牌设备则设备唤醒类型仅包括蓝牙连接唤醒，按键类型的相关处理操作将在本实施例提供的流程的步骤10中进行处理。
步骤8：设备判断是否正在接收数据，是则执行步骤9，否则返回步骤2；
具体的，设备在数据通信时，设备的耗电量在第二功耗等级，其中第二功耗等级的耗电量为毫安级别。本实施例中，设备进行数据通信时数据收发时间间隔越小，设备通信速率越高，为提高通信速率，优选的，设置数据收发时间间隔为10ms。例如，设备处于第二功耗等级时的耗电量如图4所示。
在上述流程中：
当监听到蓝牙断开事件时，如图2-4所示，断开蓝牙连接，复位连接标志，设置当前时钟模式为低速时钟模式，清除唤醒标志。
优选的，蓝牙断开事件可以具体为接收到断开连接指令，或者为通信距离超出蓝牙数据收发距离，或者未通信时长达到预先设置的监管超时参数。该监管超时参数的单位为10ms，范围是100ms到32s。例如，本实施例中预先设置的监管超时参数的值为100ms。
具体的，设置当前时钟模式为高速时钟模式具体为将预设寄存器的值写为2。
步骤9：设备判断是否接收完成，是则执行步骤10，否则返回步骤2；
具体的，设备判断数据收发标志，若为接收完成则执行步骤10，否则返回步骤2。
例如，设备以指令数据包为单位接收数据，根据指令格式接收完成整个指令数据包时将数据收发标志位置为接收完成。
相应的，步骤8当正在接收数据时还包括将数据收发标志置为正在接收。
步骤10：设备根据接收到的数据执行相应操作；
当设备具体为智能密钥设备时，
例如，若接收到的数据为签名指令，则设备执行签名操作。
当设备具体为动态令牌时，
例如，若接收到的数据为生成口令指令，则设备根据接收到的数据执行生成口令的操作，并显示生成的口令。
当设备具体为读卡器时，
例如，若接收到数据为卡操作指令，则设备将接收到的数据发送给卡片，并等待接收卡片返回应答数据。
步骤11：设备判断是否断开蓝牙连接，是则执行步骤12，否则执行步骤13；
具体的，设备根据连接标志判断是否断开蓝牙连接，当连接标志为0时则为断开蓝牙连接，当连接标志为1时则未断开蓝牙连接。
步骤12：设备关闭通用定时器，更改当前状态为未连接待机状态，然后返回步骤2；
步骤13：设备向当前连接的蓝牙终端发送数据，然后返回步骤2。
优选的，设备以20个字节为单位向当前连接的蓝牙终端发送数据。
例如，设备向蓝牙终端发送的数据为签名值数据，当以20个字节为单位发送完成签名值数据之后，设备等待接收下一条指令数据。
当设备为动态令牌时，设备接收主设备发送的挑战值数据后，设备通过挑战值数据和种子生成动态密码显示并返回主设备，之后设备等待接收下一个挑战值数据。
当设备为读卡器时，设备向蓝牙终端发送的数据为卡片返回的应答数据，当以20个字节为单位发送完成所述卡片返回的应答数据之后，读卡器等待接收下一条指令数据。
当设备处于上述等待接收下一条数据时，若等待超时，则在通用定时器中断中置位当前状态为未连接待机状态，返回步骤2。
实施例4
本实施例提供的一种低功耗蓝牙设备500，如图5所示，包括：CPU芯片501和与所述CPU芯片501连接的蓝牙模块502、定时器503、时钟504、外围设备505；
所述蓝牙模块502，用于与蓝牙终端600建立蓝牙连接；
所述CPU芯片501，用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端600进行数据通信；用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，关闭所述外围设备505，和/或切换定时器503为低功耗定时模式，和/或切换时钟504为低速时钟模式。其中，外围设备505包括电源和通信接口。优选的，时钟504采用PLL时钟。
所述CPU芯片501中包含控制模块，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，将定时器503的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。例如，第一预设时间为10毫秒，第三预设时间为1秒。
若所述定时器503包括通用定时器和低功耗定时器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，关闭通用定时器，开启低功耗定时器；所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
所述CPU芯片501中包含的控制模块，还具体用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，控制实现时钟分频。与时钟504连接的是变频寄存器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，将所述变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；例如，高速时钟模式对应数值包括0x01和0x11，所述低速时钟模式对应数值为0x00,当变频寄存器的值为0x11时时钟频率为32MHZ，当变频寄存器的值为0x01时时钟频率为16MHZ，当变频寄存器的值为0x00时时钟频率为1MHZ。
若所述时钟504包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的是倍频寄存器，与所述低速时钟连接的是分频寄存器；则所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块502与蓝牙终端600断开蓝牙连接时，关闭所述倍频寄存器，开启所述分频寄存器。
当所述CPU芯片501检测到所述蓝牙模块502与所述蓝牙终端600断开蓝牙连接之后重新建立连接时，所述设备被唤醒；当所述设备被唤醒时，所述CPU芯片501，还用于打开所述外围设备505，和/或切换定时器503为通用定时模式，和/或切换时钟504为高速时钟模式。其中，外围设备505包括电源和通信接口。
所述CPU芯片501中包含的控制模块，还具体用于当所述设备被唤醒时，将所述定时器503的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
若所述定时器503包括通用定时器和低功耗定时器，则所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，关闭低功耗定时器，开启通用定时器；所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
所述CPU芯片501中包含的控制模块，还具体用于当所述设备被唤醒时，控制实现时钟倍频。当与所述时钟504连接的是变频寄存器时，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，将所述变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；例如，低速时钟模式对应数值为0x00,当变频寄存器的值为0x00时时钟频率为1MHZ，高速时钟模式对应数值为0x11，当变频寄存器的值为0x11时时钟频率为32MHZ。
若所述时钟504包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的是倍频寄存器，与所述低速时钟连接的是分频寄存器；则所述控制模块，还具体用于当所述设备被唤醒时，关闭所述分频寄存器，开启所述倍频寄存器。
本实施例中提及的与所述CPU芯片501连接的外围设备505可以包括按键，当所述CPU芯片501检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
本实施例中的所述CPU芯片501包括初始化模块、控制模块、设置模块、判断模块和数据通信模块；
所述初始化模块，用于实现设备的初始化；例如设备的系统初始化、外部中断初始化。
所述设置模块，用于初始化完成后，设置当前状态为未连接待机状态；
所述控制模块，用于初始化完成后打开外围设备和中断，还用于当所述设置模块设置当前状态为未连接待机状态时，关闭所述外围设备，和/或切换定时器为低功耗定时模式，和/或切换时钟为低速时钟模式，控制设备进入低功耗；
判断模块，用于判断当前状态，若是未连接待机状态则触发所述控制模块工作，若是数据通信状态则触发数据通信模块工作；
所述数据通信模块，用于与当前连接的蓝牙终端进行数据通信。
当所述外围设备包括按键时，所述控制模块还用于打开按键中断，检测是否有按键按下时；所述设置模块，还用于当所述控制模块检测到有按键按下时，设置唤醒标志位为按键唤醒。
当所述外围设备包括的通信接口是USB接口时，所述控制模块还用于打开USB中断，检测是否有USB插入；所述设置模块，还用于当所述控制模块检测到有USB插入时，设置唤醒标志位为USB插入唤醒。
本实施例中，当外围设备505包括按键和通信接口，且通信接口包括USB接口，定时器503包括通用定时器和低功耗定时器时，所述CPU芯片501还包括通用定时中断处理模块和低功耗定时中断处理模块；
所述通用定时中断处理模块，用于当通用定时器的计时达到第一预设时间时，判断通用定时器的计时是否达到第二预设时间，是则设置当前状态为未连接待机状态，然后退出通用定时中断，否则直接退出通用定时中断；当设备接收到数据时所述通用定时器的计时自动清零；例如，第一预设时间为10毫秒，第二预设时间为180秒。
所述低功耗定时中断处理模块，用于当低功耗定时器的计时达到第三预设时间时，检测是否有按键按下，是则设置唤醒标志位为按键唤醒后退出低功耗定时中断，否则直接退出低功耗定时中断，在退出低功耗定时中断时所述低功耗定时器的计时自动清零。所述低功耗定时中断处理模块，还用于当检测到有USB插入时设置唤醒标志位为USB插入唤醒后退出低功耗定时中断。
本实施例中CPU芯片501中包含的所述判断模块，还用于当设备被唤醒时，根据唤醒标志位判断唤醒方式，若是蓝牙连接唤醒则更改当前状态为数据通信状态，若是按键唤醒则判断是否为长按键，是则关机，否则执行所述判断当前状态。
本实施例中CPU芯片501中包含的所述控制模块还用于控制蓝牙模块初始化，所述蓝牙模块初始化包括打开蓝牙监听事件；
本实施例中蓝牙模块502包括事件监听模块，所述事件监听模块用于监听蓝牙连接事件和蓝牙断开事件；其中，蓝牙断开事件可以是接收到蓝牙终端发来的断开连接指令，或者是监测到与蓝牙终端之间无数据传输的时间间隔达到预先设置的监管超时参数的值，或者是检测到与蓝牙终端之间的距离超出蓝牙数据收发距离。所述监管超时参数的取值范围为100毫秒至32秒。
所述控制模块，还用于当所述事件监听模块监听到蓝牙连接事件时，控制蓝牙模块建立蓝牙连接，置位连接标志，设置当前时钟模式为高速时钟模式，设置唤醒标志位为蓝牙连接唤醒；用于当所述事件监听模块监听到蓝牙断开事件时，控制蓝牙模块断开蓝牙连接，复位连接标志，设置当前时钟模式为低速时钟模式，清除唤醒标志。
本实施例中提及的所述数据通信模块包括判断单元、数据接收单元、操作单元、数据发送单元；
所述判断单元，用于判断所述数据接收单元是否正在接收数据，是则触发数据接收单元工作，否则触发所述判断模块工作；
所述数据接收单元，用于接收蓝牙模块传递来的蓝牙终端发来的蓝牙数据；
所述判断单元，还用于判断所述数据接收单元是否接收完成，是则触发操作单元工作，否则触发所述判断模块工作；
所述操作单元，用于根据所述数据接收单元接收到的数据执行相应操作；
所述判断单元，还用于判断所述蓝牙模块是否与所述蓝牙终端断开蓝牙连接，是则更改当前状态为未连接待机状态，否则触发数据发送单元工作；
所述数据发送单元，用于通过所述蓝牙模块向所述蓝牙终端发送蓝牙数据。
优选的，所述CPU芯片501，还用于控制设备与所述蓝牙终端600进行配对。相应的，所述蓝牙模块502，还可以用于建立蓝牙连接之前与蓝牙终端600进行配对。
优选的，所述外围设备505还可以包括显示屏和蓝牙连接指示灯；
所述显示屏，用于当设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接时显示连接界面；
所述蓝牙连接指示灯，用于当设备与所述蓝牙终端断开蓝牙连接之后定时闪烁。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (44)

1.一种低功耗蓝牙设备的工作方法，其特征在于：
设备开机，等待连接蓝牙终端；
当设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；
当设备与蓝牙终端断开蓝牙连接时，设备执行以下操作中的至少一种：
关闭与CPU芯片连接的外围设备；
切换定时器为低功耗定时模式；
切换时钟为低速时钟模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换定时器为低功耗定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；
或者具体为关闭通用定时器，开启低功耗定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；
所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换时钟为低速时钟模式通过对时钟分频实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对时钟分频具体为将当前变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；
或者具体为关闭倍频寄存器，开启分频寄存器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关闭与CPU芯片连接的外围设备之后还包括，当所述设备被唤醒时打开所述外围设备；
所述切换定时器为低功耗定时模式之后还包括，当所述设备被唤醒时切换定时器为通用定时模式；
所述切换时钟为低速时钟模式之后还包括，当所述设备被唤醒时切换时钟为高速时钟模式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切换定时器为通用定时模式具体为将定时器的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；
或者具体为关闭低功耗定时器，开启通用定时器，所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；
所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切换时钟为高速时钟模式通过对时钟倍频实现。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对时钟倍频具体为将当前变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；
或者具体为关闭分频寄存器，开启倍频寄存器。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述设备与所述蓝牙终端重新建立连接时，所述设备被唤醒；或者是，当检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述设备监听到蓝牙连接事件时，所述设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接，所述设备被唤醒；
或者是，当所述设备在低功耗定时中断或按键中断中检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备开机后还包括：
步骤S1，设备初始化，设置当前状态为未连接待机状态，打开外围设备和中断；
步骤S2，设备判断当前状态，若是未连接待机状态则所述设备进入低功耗，并执行所述操作中的至少一种，若是数据通信状态则所述设备与当前连接的蓝牙终端进行数据通信。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述打开中断包括打开按键中断；当所述设备检测到有按键按下时，进入按键中断，设置唤醒标志位为按键唤醒后退出按键中断。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述打开中断包括打开USB中断；当所述设备检测到有USB插入时，进入USB中断，设置唤醒标志位为USB插入唤醒后退出USB中断。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述打开中断包括打开通用定时中断和低功耗定时中断；
当通用定时器的计时达到第一预设时间时会触发通用定时中断，进入通用定时中断，判断通用定时器的计时是否达到第二预设时间，是则设置当前状态为未连接待机状态，然后退出通用定时中断，否则直接退出通用定时中断；当设备接收到蓝牙数据时所述通用定时器的计时自动清零；
当低功耗定时器的计时达到第三预设时间时，进入低功耗定时中断，检测是否有按键按下，是则设置唤醒标志位为按键唤醒后退出低功耗定时中断，否则直接退出低功耗定时中断，在退出低功耗定时中断时还包括低功耗定时器的计时自动清零。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述进入低功耗定时中断之后还包括，当检测到有USB插入时设置唤醒标志位为USB插入唤醒后退出低功耗定时中断。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述设备被唤醒时，所述设备根据唤醒标志位判断唤醒方式，若是蓝牙连接唤醒则更改当前状态为数据通信状态，然后返回执行步骤S2，若是按键唤醒则判断是否为长按键，是则关机，结束；否则返回执行步骤S2。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述设备初始化包括蓝牙初始化，所述蓝牙初始化包括打开蓝牙监听事件；
当监听到蓝牙连接事件时，建立蓝牙连接，置位连接标志，设置当前时钟模式为高速时钟模式，设置唤醒标志位为蓝牙连接唤醒；
当监听到蓝牙断开事件时，断开蓝牙连接，复位连接标志，设置当前时钟模式为低速时钟模式，清除唤醒标志。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述蓝牙断开事件包括，接收到蓝牙终端发来的断开连接指令，或监测到与蓝牙终端之间无数据传输的时间间隔达到预先设置的监管超时参数的值，或检测到与蓝牙终端之间的距离超出蓝牙数据收发距离。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述监管超时参数的取值范围为100毫秒至32秒。
20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述与当前连接的蓝牙终端进行数据通信具体包括：
步骤S3：设备判断是否正在接收数据，是则执行步骤S4，否则返回步骤S2；
步骤S4：设备判断是否接收完成，是则执行步骤S5，否则返回步骤S2；
步骤S5：设备根据接收到的数据执行相应操作；
步骤S6：设备判断是否断开蓝牙连接，是则执行步骤S7，否则执行步骤S8；
步骤S7：设备更改当前状态为未连接待机状态，然后返回步骤S2；
步骤S8：设备向当前连接的蓝牙终端发送数据，然后返回步骤S2。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外围设备包括电源和通信接口。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述外围设备还包括显示屏和按键。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备与所述蓝牙终端建立连接之前还包括所述设备与所述蓝牙终端进行配对。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备与蓝牙终端建立蓝牙连接时还包括设备显示连接界面，所述设备执行所述操作中的至少一种之后还包括所述设备上的蓝牙连接指示灯定时闪烁。
25.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述设备的当前状态为未连接待机状态时，所述设备的耗电量在第一功耗等级，所述设备的当前状态为数据通信状态时，所述设备的耗电量在第二功耗等级。
26.一种低功耗蓝牙设备，其特征在于，包括CPU芯片和与所述CPU芯片连接的蓝牙模块、定时器、时钟、外围设备；
所述蓝牙模块，用于与蓝牙终端建立蓝牙连接；
所述CPU芯片，用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端建立蓝牙连接时，与当前连接的蓝牙终端进行数据通信；用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭所述外围设备，和/或切换定时器为低功耗定时模式，和/或切换时钟为低速时钟模式。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片包括控制模块，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，将所述定时器的时间间隔参数从第一预设时间修改为第三预设时间；
或者所述定时器包括通用定时器和低功耗定时器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭通用定时器，开启低功耗定时器；
所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
28.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片包括控制模块，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，控制实现时钟分频。
29.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，与所述时钟连接的有变频寄存器，所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，将所述变频寄存器的值从高速时钟模式对应数值修改为低速时钟模式对应数值；
或者所述时钟包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的有倍频寄存器，与所述低速时钟连接的有分频寄存器；所述控制模块，具体用于当所述蓝牙模块与蓝牙终端断开蓝牙连接时，关闭所述倍频寄存器，开启所述分频寄存器。
30.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，当所述CPU芯片检测到所述蓝牙模块与所述蓝牙终端断开蓝牙连接之后重新建立连接时，所述设备被唤醒；当所述设备被唤醒时，所述CPU芯片，还用于打开所述外围设备，和/或切换定时器为通用定时模式，和/或切换时钟为高速时钟模式。
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片包括控制模块，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，将所述定时器的时间间隔参数从第三预设时间修改为第一预设时间；
或者所述定时器包括通用定时器和低功耗定时器，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，关闭低功耗定时器，开启通用定时器；
所述通用定时器的时间间隔参数为第一预设时间，所述低功耗定时器的时间间隔参数为第三预设时间；所述第一预设时间小于所述第三预设时间。
32.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片包括控制模块，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，控制实现时钟倍频。
33.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，与所述时钟连接的有变频寄存器，所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，将所述变频寄存器的值从低速时钟模式对应数值修改为高速时钟模式对应数值；
或者所述时钟包括高速时钟和低速时钟，与所述高速时钟连接的有倍频寄存器，与所述低速时钟连接的有分频寄存器；所述控制模块，具体用于当所述设备被唤醒时，关闭所述分频寄存器，开启所述倍频寄存器。
34.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述外围设备包括按键，当所述CPU芯片检测到有按键按下时，所述设备被唤醒。
35.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片包括初始化模块、控制模块、设置模块、判断模块和数据通信模块；
所述初始化模块，用于实现设备的初始化；
所述设置模块，用于初始化完成后，设置当前状态为未连接待机状态；
所述控制模块，用于初始化完成后打开外围设备和中断，还用于当所述设置模块设置当前状态为未连接待机状态时，关闭所述外围设备，和/或切换定时器为低功耗定时模式，和/或切换时钟为低速时钟模式，控制设备进入低功耗；
判断模块，用于判断当前状态，若是未连接待机状态则触发所述控制模块工作，若是数据通信状态则触发数据通信模块工作；
所述数据通信模块，用于与当前连接的蓝牙终端进行数据通信。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述外围设备包括按键，所述控制模块还用于打开按键中断，检测是否有按键按下时；所述设置模块，还用于当所述控制模块检测到有按键按下时，设置唤醒标志位为按键唤醒。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述外围设备包括USB接口，所述控制模块还用于打开USB中断，检测是否有USB插入；所述设置模块，还用于当所述控制模块检测到有USB插入时，设置唤醒标志位为USB插入唤醒。
38.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述定时器包括通用定时器和低功耗定时器，所述CPU芯片还包括通用定时中断处理模块和低功耗定时中断处理模块；
所述通用定时中断处理模块，用于当通用定时器的计时达到第一预设时间时，判断通用定时器的计时是否达到第二预设时间，是则设置当前状态为未连接待机状态，然后退出通用定时中断，否则直接退出通用定时中断；当设备接收到数据时所述通用定时器的计时自动清零；
所述外围设备包括按键；
所述低功耗定时中断处理模块，用于当低功耗定时器的计时达到第三预设时间时，检测是否有按键按下，是则设置唤醒标志位为按键唤醒后退出低功耗定时中断，否则直接退出低功耗定时中断，在退出低功耗定时中断时所述低功耗定时器的计时自动清零。
39.根据权利要求38所述的设备，其特征在于，所述外围设备还包括USB接口，所述低功耗定时中断处理模块，还用于当检测到有USB插入时设置唤醒标志位为USB插入唤醒后退出低功耗定时中断。
40.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，
所述判断模块，还用于当设备被唤醒时，根据唤醒标志位判断唤醒方式，若是蓝牙连接唤醒则更改当前状态为数据通信状态，若是按键唤醒则判断是否为长按键，是则关机，否则执行所述判断当前状态。
41.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，所述控制模块还用于控制蓝牙模块初始化，所述蓝牙模块初始化包括打开蓝牙监听事件；
所述蓝牙模块包括事件监听模块，所述事件监听模块用于监听蓝牙连接事件和蓝牙断开事件；
所述控制模块，还用于当所述事件监听模块监听到蓝牙连接事件时，控制蓝牙模块建立蓝牙连接，置位连接标志，设置当前时钟模式为高速时钟模式，设置唤醒标志位为蓝牙连接唤醒；用于当所述事件监听模块监听到蓝牙断开事件时，控制蓝牙模块断开蓝牙连接，复位连接标志，设置当前时钟模式为低速时钟模式，清除唤醒标志。
42.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，所述数据通信模块包括判断单元、数据接收单元、操作单元、数据发送单元；
所述判断单元，用于判断所述数据接收单元是否正在接收数据，是则触发数据接收单元工作，否则触发所述判断模块工作；
所述数据接收单元，用于接收蓝牙模块传递来的蓝牙终端发来的蓝牙数据；
所述判断单元，还用于判断所述数据接收单元是否接收完成，是则触发操作单元工作，否则触发所述判断模块工作；
所述操作单元，用于根据所述数据接收单元接收到的数据执行相应操作；
所述判断单元，还用于判断所述蓝牙模块是否与所述蓝牙终端断开蓝牙连接，是则更改当前状态为未连接待机状态，否则触发数据发送单元工作；
所述数据发送单元，用于通过所述蓝牙模块向所述蓝牙终端发送蓝牙数据。
43.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述CPU芯片，还用于控制所述设备与所述蓝牙终端进行配对。
44.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述外围设备包括显示屏和蓝牙连接指示灯；
所述显示屏，用于当所述设备与所述蓝牙终端建立蓝牙连接时显示连接界面；
所述蓝牙连接指示灯，用于当所述设备与所述蓝牙终端断开蓝牙连接之后定时闪烁。
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