CN107887938B - 兼容usb标准充电和快速充电的方法及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种兼容USB标准充电和快速充电的方法及移动终端中，移动终端在通过一充电装置连接于一电源进行充电时，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电，当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电。从而实现USB标准充电和快速充电的兼容，进而达到避免资源浪费的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电池充电领域，尤其是一种兼容USB标准充电和快速充电的方法及移动终端。
背景技术
目前，移动终端(智能手机、平板电脑等)越来越普及，使用范围也越加广泛。移动终端的普遍发展趋势是其显示屏幕越来越大、CPU的运行速度也越来越快，这就会导致所述移动终端的耗电量越来越大。因此，提高移动终端电池的充电速度、节省充电时间就显得尤为重要。
当前，使用较为广泛的标准USB充电规范是BC(Battery Charging)充电协议，最大可支持到5V/1.5A。然而5V/1.5A无法满足当前终端快速充电的需求。因此，各大芯片与终端厂家均纷纷推出了自家的快速充电协议，以求迅速占领市场。当前移动终端快速充电方案主要有两种类型：第一种是充电电压保持5V不变，提高充电电流；第二种是充电电流不变，提高充电电压。但目前业内还没有形成统一的USB快速充电规范，充电器兼容性差，资源不能互相利用，导致资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼容USB标准充电和快速充电的方法及移动终端，以解决当前USB标准充电和快速充电无法兼容而造成的资源浪费的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种兼容USB标准充电和快速充电的方法，适用于一移动终端通过一具有USB接口的充电装置连接于一电源进行充电，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电；当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电。
优选的，在上述的兼容USB标准充电和快速充电的方法中，当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述移动终端可控制所述充电装置输出多个不同的电压。
优选的，在上述的兼容USB标准充电和快速充电的方法中，所述移动终端的CPU上的至少一个GPIO接口连接于所述移动终端的电池充电模块，所述移动终端通过配置所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的输出电压。
优选的，在上述的兼容USB标准充电和快速充电的方法中，所述移动终端的电池充电模块包括第一数据传输接口和第二数据传输接口，所述至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述第一数据传输接口或第二数据传输接口。
优选的，在上述的兼容USB标准充电和快速充电的方法中，当所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电时，所述第一开关处于断开状态；当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述第一开关处于闭合状态。
优选的，在上述的兼容USB标准充电和快速充电的方法中，所述充电装置为一充电适配器。
本发明还提供了一种移动终端，通过一具有USB接口的充电装置连接于一电源进行充电，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电；当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电。
优选的，在上述的移动终端中，所述移动终端包括：CPU、电池以及用于给所述电池充电的电池充电模块；其中，所述CPU的至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述电池充电模块，所述CPU通过配置所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的输出电压。
优选的，在上述的移动终端中，当所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电时，所述第一开关处于断开状态；当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述第一开关处于闭合状态。
优选的，在上述的移动终端中，所述电池充电模块包括：第一数据传输接口、第二数据传输接口以及USB的电压接口；其中，所述至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述第一数据传输接口或第二数据传输接口。
优选的，在上述的移动终端中，所述USB的电压接口连接于所述充电装置的电压输出端。
优选的，在上述的移动终端中，所述充电装置为一充电适配器。
在本发明提供的兼容USB标准充电和快速充电的方法及移动终端中，移动终端在通过一充电装置连接于一电源进行充电时，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电，当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电。从而实现USB标准充电和快速充电的兼容，降低硬件成本，进而达到避免资源浪费的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中移动终端和充电装置的连接示意图；
图2位本发明实施例中兼容USB标准充电和快速充电的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明实施例提供了一种兼容USB标准充电和快速充电的方法。具体的，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电。而当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动装的按照快速充电协议进行充电，且所述移动终端可控制所述充电装置输出多个不同的电压。
进一步的，所述移动终端的CPU上的至少一个GPIO接口连接于所述移动终端的电池充电模块，所述移动终端通过配置所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的输出电压。更进一步的，所述移动终端的电池充电模块包括第一数据传输接口和第二数据传输接口，所述至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述第一数据传输接口或第二数据传输接口。当所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电时，所述第一开关处于断开状态；当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述第一开关处于闭合状态。
本发明实施例还提供了一种移动终端，所述移动终端通过一具有USB接口的充电装置连接于一电源进行充电。具体的，所述移动终端包括：CPU、电池以及用于给所述电池充电的电池充电模块，所述CPU的至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述电池充电模块。进一步的，所述电池充电模块包括第一数据传输接口D+、第二数据传输接口D-以及USB的电压接口VBUS，所述CPU的至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一个第一开关连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或者第二数据传输接口D-。所述移动终端的电池充电模块的第一数据传输接口D+连接于具有USB接口的所述充电装置的第一接口A1，所述电池充电模块的第二数据传输接口D-连接于具有USB接口的所述充电装置的第二接口A2，所述电池充电模块的USB电压接口VBUS(Voltage line of the USBinterface)连接于所述充电装置的电压输出端。。
当具有USB接口的所述充电装置为标准USB充电装置时，所述标准USB充电装置的所述第一接口A1和第二接口A2短接，此时，所述电池充电模块的第一数据传输接口D+和第二数据传输接口D-短接。进一步的，所述移动终端的CPU的至少一个GPIO接口中的每一个连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或第二数据传输接口D-的第一开关均处于断开状态，此时，所述充电装置的输出最大可支持到5V/1.5A，即，当所述充电装置为标准USB充电装置时，所述充电装置的输出电压为一恒定值，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电。
当具有USB接口的所述充电装置为快速USB充电装置时，所述快速USB充电装置的所述第一接口A1和第二接口A2断开，此时，所述电池充电模块的第一数据传输接口D+和第二数据传输接口D-断开。进一步的，所述移动终端的CPU的至少一个GPIO接口中的每一个连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或第二数据传输接口D-的第一开关均处于闭合状态，此时，所述移动终端的CPU通过配置所述CPU的所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的电压输出端所输出的电压。
进一步的，根据所述移动终端中连接于所述电池充电模块的GPIO接口的个数，所述移动终端可控制所述充电装置输出不同数量的输出电压。因此，所述移动终端的CPU可以通过所述CPU上的GPIO接口的数目及各GPIO接口的电压来控制所述充电装置可输出的电压的数量及各电压值。还可以根据实际需要，设定较大的电压值，缩短充电时间。具体的，当所述移动终端的CPU的1个GPIO接口连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或者第二数据传输接口D一时，所述充电装置的电压输出端最多可以输出2个不同大小的电压；当所述移动终端的CPU的2个GPIO接口连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或者第二数据传输接口D-时，所述充电装置的电压输出端最多可以输出6个不同大小的电压值；当所述移动终端的CPU的3个GPIO接口连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或者第二数据传输接口D-时，所述充电装置的电压输出端最多可以输出12个不同大小的电压值；当所述移动终端的CPU的4个GPIO接口连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+或者第二数据传输接口D-时，所述充电装置的电压输出端最多可以输出20个不同大小的电压值。以此类推，因此，可以兼容现有各个不同厂商所提供的不同的快速USB充电装置。
在本发明实施例中，所述具有USB接口的充电装置为一充电适配器。
接下来，以4个GPIO接口连接于所述电池充电模块来具体说明上述移动终端兼容USB标准充电和快速充电的过程。
在本实施例中，所述CPU的4个GPIO接口连接于所述电池充电模块，这4个GPIO接口分别为第一GPIO接口GPIO1、第二GPIO接口GPIO2、第三GPIO接口GPIO3以及第四GPIO接口GPIO4。具体的连接关系如下，GPIO1串联一第一电阻R1后通过所述第一开关K1连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+，GPIO3串联一第三电阻R3后也通过所述第一开关K1连接于所述电池充电模块的第一数据传输接口D+；GPIO2串联一第二电阻R2后通过所述第一开关K1’连接于所述电池充电模块的第二数据传输接口D-，GPIO4串联一第四电阻后通过所述第一开关K1’连接于所述电池充电模块的第二数据传输接口D-。其中，2*R1＝2*R2＝R3＝R4，GPIO1和GPIO2属于3.3V电压域，GPIO3和GPIO4属于1.8V电压域。当GPIO-3，GPIO-4配置输入状态时，GPIO-1，GPIO-2配置高电平输出3.3V，D+和D-为3.3V，配置低电平输出0V，D+和D-为0V；当GPIO-3，GPIO-4配置输出高电平状态时，GPIO-1，GPIO-2配置低电平，D+和D-为0.6V。配置2*R1＝2*R2＝R3＝R4是为了使得D+和D-的电压能够为0.6V。在本发明的其他实施例中，所述GPIO1、GPIO2、GPIO3以及GPIO4的电压域和R1、R2、R3以及R4的阻值还可以根据实际情况配置其他的值，在此不再赘述。
所述CPU通过对GPIO1、GPIO2、GPIO3和GPIO44个GPIO管脚的电平配置可以使D+/D-具有三种电平状态0V、0.6V和3.3V，理论上可以具有最多9种不同的D+/D-电压组合(如表1所示)，能够满足目前市场上的绝大部分快速充电器的需求。表1列出了所有的D+/D-电压组合，每种组合与表中右侧充电器输出电压V0到V8均无绝对的对应关系，实际使用中，设计人员可根据不同类型快速充电器进行搭配使用。
表1
首先，当所述移动终端通过所述充电装置连接至一电源开始充电时，所述移动终端先按照BC充电协议进行检测。如图2中的步骤S1。具体的，在检测到所述电池充电模块的USB的电压接口VBUS电压有效后，做DCD(Data Contact Detect)检测、Primary、Secondary检测，直至判断出该USB的电压接口VBUS为DCP(Dedicated Charging Port)后整个BC检测过程结束。若上述USB的电压接口VBUS我SDP(Standard Downstream Port)或CDP(ChargingDownstream Port)，则说明所述移动终端连接的充电装置不是充电适配器，则不适用于被方法。
其次，在通过BC充电协议检测并判断所述充电装置为一充电适配器之后，由所述移动终端的CPU进一步判断所述充电装置是标准USB充电适配器还是快速USB充电适配器。如图2中的步骤S2。
对于标准USB充电适配器，其第一接口A1和第二接口A2短接。对于快速USB充电适配器，其第一接口A1和第二接口A2通过一第二开关连接。对于快速USB充电适配器，当刚上电VBUS电压有效时，所述第二开关闭合，此时第一接口A1和第二接口A2短接，从而使得所述移动终端中电池充电模块的第一数据传输接口D+和第二数据传输接口D-短接，并进行BC充电协议检测。当BC充电协议检测结束后，所述第二开关断开。因此，在BC充电协议检测完成后再来对充电装置的类型进行判断。
具体的，所述移动终端的CPU控制第一开关K1和K1’连通，并配置GPIO3和GPIO4输出高电平，GPIO1输出低电平，GPIO2为输入状态，然后检测GPIO1和GPIO2上的电压是否相等。若GPIO1和GPIO2上的电压相等，则说明所述充电适配器为标准USB充电适配器，所述移动终端按照BC充电协议进行充电，此时VBUS为一恒定值，最大为5V，最大的充电电流为1.5A。如图2中的步骤S3。若GPIO1和GPIO2上的电压不相等，则说明上述充电适配器为快速USB充电适配器，所述移动终端按照快速USB充电协议进行充电。如图2中的步骤S4。对于快速USB充电适配器，所述移动终端需要与上述快速USB充电适配器进行握手，以协商所述快速USB充电适配器的输出电压。具体的握手方式和协议可通过软件程序确定并运行于所述CPU上。在本发明实施例中，对各个不同厂家的不同握手协议不作限制，从而保证尽可能多的支持和兼容不同厂家的快速USB充电适配器。在CPU和所述快速USB充电适配器进行握手确认后，CPU通过配置GPIO1和GPIO2的电压来控制所述快速USB充电适配器的输出电压。例如，结合上例，当CPU通过配置GPIO1、GPIO2、GPIO3和GPIO4的电压使得D+＝0.6V，D-＝0.6V时，充电器会输出V0～V8之间某一充电电压。
综上，在本发明实施例提供的兼容USB标准充电和快速充电的方法及移动终端中，移动终端在通过一充电装置连接于一电源进行充电时，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电，当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电。从而实现USB标准充电和快速充电的兼容，降低硬件成本，进而达到避免资源浪费的目的。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种兼容USB标准充电和快速充电的方法，适用于一移动终端通过一具有USB接口的充电装置连接于一电源进行充电，其特征在于，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电；当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电，所述移动终端的CPU通过所述CPU上的GPIO接口的数量及各GPIO接口的电压来控制所述充电装置输出的电压的数量及各电压值；
所述移动终端的CPU上的至少一个所述GPIO接口连接于所述移动终端的电池充电模块，所述移动终端的电池充电模块包括第一数据传输接口和第二数据传输接口，所述至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述第一数据传输接口或第二数据传输接口；当所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电时，所述第一开关处于断开状态；当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述第一开关处于闭合状态。
2.如权利要求1所述的兼容USB标准充电和快速充电的方法，其特征在于，当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述移动终端可控制所述充电装置输出多个不同的电压。
3.如权利要求2所述的兼容USB标准充电和快速充电的方法，其特征在于，所述移动终端的CPU上的至少一个GPIO接口连接于所述移动终端的电池充电模块，所述移动终端通过配置所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的输出电压。
4.如权利要求1所述的兼容USB标准充电和快速充电的方法，其特征在于，所述充电装置为一充电适配器。
5.一种移动终端，通过一具有USB接口的充电装置连接于一电源进行充电，其特征在于，当所述充电装置为一标准USB充电装置时，所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电；当所述充电装置为一快速USB充电装置时，所述移动终端按照快速充电协议进行充电，所述移动终端的CPU通过所述CPU上的GPIO接口的数量及各GPIO接口的电压来控制所述充电装置输出的电压的数量及各电压值；
所述移动终端包括：CPU、电池以及用于给所述电池充电的电池充电模块；其中，所述CPU的至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述电池充电模块，所述CPU通过配置所述至少一个GPIO接口的电压来控制所述充电装置的输出电压；当所述移动终端按照标准电池充电协议进行充电时，所述第一开关处于断开状态；当所述移动终端按照快速充电协议进行充电时，所述第一开关处于闭合状态。
6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述电池充电模块包括：第一数据传输接口、第二数据传输接口以及USB的电压接口；其中，所述至少一个GPIO接口中的每一个分别通过一第一开关连接于所述第一数据传输接口或第二数据传输接口。
7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述USB的电压接口连接于所述充电装置的电压输出端。
8.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述充电装置为一充电适配器。
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