CN114384843A - 一种带有唤醒和检测功能的电路及控制方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路技术领域,特别涉及一种带有唤醒和检测功能的电路及控制方法、电子设备,所述电路包括单片机U2以及与适配器正负端电连接的唤醒检测电路,所述唤醒检测电路包括电容C3、电阻R9、电阻R16,所述电容C3和电阻R9并联后,第一端与适配器接口正端连接,第二端通过电阻R16与适配器接口负端连接并接地的同时,还与单片机U2的IO口连接。本发明提供的带有唤醒和检测功能的电路通过一个单片机的IO口和一组电路就能够实现电路的唤醒和电压检测功能,有效减少电子元件,降低成本;其结构简单,使用方便,可适用于很多带有电池充电的电子设备中,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域,特别涉及一种带有唤醒和检测功能的电路及控制方法、电子设备。
背景技术
随着科技的进步和发展,目前市面上的电子产品中,为了使得产品在待机时耗电非常低,通常方式是让MCU系统进入睡眠模式去降低产品功耗,通过MCU的IO高低电平变化退出低功耗。因此,需要采用唤醒电路来让MCU退出低功耗模式。而对于采用电池的产品应用中,在插入充电器时,需要检查充电电压是否正常,只有在正常电压范围内给电池产品充电,否则禁止充电,从而起到保护电路的作用。因此,需要用到检测电路来检测充电器输入电压是否正常。
综上,若需要电子产品既能实现唤醒又能实现检测的功能,则需要分别连接唤醒电路和检测电路来实现相应的功能。如图1所示,在适配器接口正端和负端并联有唤醒电路和检测电路;其中,唤醒电路包括分压电阻和三极管,通过分压电阻开启三极管,使得MCU发生高低电平变化来唤醒MCU,其三极管的集电极需要与单片机的DC-IN接口连接;检测电路包括电容、电阻,电容、电阻并联后一端连接在负端,另一端通过另一电阻连接在正端的同时,还与单片机的DC-AD采集接口连接,用于检测电压。上述电路较为复杂,电子元器件多,需要用到MCU的两个接口,装配过程更为复杂,对于大批量生产来说,成本较高。
发明内容
为解决上述现有技术中唤醒电路和检测电路复杂的不足,本发明提供一种带有唤醒和检测功能的电路,包括单片机U2以及与适配器正负端电连接的唤醒检测电路,所述唤醒检测电路包括电容C3、电阻R9、电阻R16,所述电容C3和电阻R9并联后,第一端与适配器接口正端连接,第二端通过电阻R16与适配器接口负端连接并接地的同时,还与单片机U2的IO口连接。
在一实施例中,还包括充电电路、电池、驱动电路,所述单片机U2分别与充电电路、驱动电路电连接,所述唤醒检测电路、充电电路、电池、驱动电路依次电连接,所述驱动电路还与电机连接,单片机U2通过输出PWM信号给驱动电路以控制电机进行相应的工作。
在一实施例中,所述充电电路包括MOS管Q2、开关三极管Q3、电阻R10、电阻R12、电阻R2、电阻R6;所述MOS管Q2的源极和漏极连接在唤醒检测电路的正极端,栅极通过电阻R6与开关三极管Q3的集电极连接,所述开关三极管Q3的基极分别通过电阻R10与单片机U2连接、通过电阻R12与开关三极管Q3的发射极连接,所述开关三极管Q3的发射极接地;所述充电电路还通过电阻R1、电容C9与电池的正负极连接。
在一实施例中,还包括连接在电池和单片机U2之间的升压电路,所述升压电路通过升压芯片U1稳定输出电压给单片机U2。
在一实施例中,所述单片机U2的型号是BF7812。
在一实施例中,所述升压芯片U1的型号是BL8531。
本发明还提供一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,包括以下控制步骤:
S1,适配器接入电源,唤醒检测电路的电容C3短路,此时,单片机U2的IO口接收到短路的电平变化信号,单片机U2从低功耗状态中唤醒;接着,唤醒检测电路的电容C3开路,单片机U2控制唤醒检测电路检测适配器的输入电压;
S2,若适配器的输入电压正常,则单片机U2通过PWM信号控制充电电路为电池充电;若适配器的输入电压非正常,则进行预警,关闭PWM信号输出,不允许充电;
S3,充电完成后,单片机U2发出控制信号给驱动电路,由驱动电路控制电机运行,以完成相应的工作。
在一实施例中,在进行充电过程中,单片机U2控制PWM信号开启设定的第一时间值后再关闭设定的第二时间值,如此周期性启闭,直至充电完成;在PWM信号关闭时间里,单片机U2将发出信号控制唤醒检测电路检测充电电压。
在一实施例中,所述第一时间值的设置范围为1~5S,所述第二时间值设置为大于RC充放电时间;其中RC充放电时间是电容C3和电阻R16的阻值乘积。
本发明还提供一种电子设备,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,或,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法。
基于上述,与现有技术相比,本发明提供的带有唤醒和检测功能的电路通过一个单片机的IO口和一组电路就能够实现电路的唤醒和电压检测功能,有效减少电子元件,降低成本;其结构简单,使用方便,可适用于很多带有电池充电的电子设备中,具有良好的应用前景。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;在下面描述中附图所述的位置关系,若无特别指明,皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1为背景技术中唤醒电路和检测电路的电路图;
图2为本发明提供的带有唤醒和检测功能的电路的结构框图;
图3为唤醒检测电路的电路图;
图4为单片机U2的电路图;
图5为充电电路的电路图;
图6为升压电路的电路图;
图7为本发明提供的带有唤醒和检测功能的电路的一实施例电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合;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。
在本发明的描述中,需要说明的是,本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义,不能理解为对本发明的限制;应进一步理解,本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义,并且不应以理想化或过于正式的意义来理解,除本发明中明确如此定义之外。
目前在电池的产品应用中,都需要做到降低能耗的要求,而为了使产品在待机时能够降低耗电,通常需要利用MCU系统进入睡眠模式去降低产品功耗,同时利用MCU的IO高低电平变化来退出睡眠模式。另外,通过适配器为电池充电时,需要实时检测充电电压是否正常。因此,需要用到一种既能唤醒又带有检测功能的电路来实现上述需求。
本发明提供一种带有唤醒和检测功能的电路,包括与适配器正负端依次连接的唤醒检测电路及单片机U2,所述唤醒检测电路包括电容C3、电阻R9、电阻R16,所述电容C3和电阻R9并联后,第一端与适配器接口正端连接,第二端通过电阻R16与适配器接口负端连接并接地的同时,还与单片机U2的IO口连接。
具体实施时,如图3、4所示,所述唤醒检测电路包括有电容C3、电阻R9、电阻R16,其工作原理主要是利用电容的特性来实现,具体地,当适配器接入电源时,电容C3通电瞬间短路,此时单片机U2的IO口获得由低到高的电平变化信号,即可唤醒单片机U2。当电容C3充满电后,由于隔直通交的特性会变为开路,此时,适配器的电压由电阻R9和电阻R16分压,单片机U2的IO口将接收到唤醒检测电路的电压检测信号,即可判断适配器的输入电压是否正常。
示例性地,以5V/1A的适配器为例,当适配器接入电源时,通过检测仪器检测出电容C3两端的电压瞬间接近5V,接着60微秒后降到3V左右,此时电容短路。而当适配器接入时间超过300微秒时,电容C3相当于开路,此时电压检测信号从单片机U2的IO口输入,单片机U2即可判断电压是否在4.4~5.5V范围内。
本发明提供的带有唤醒和检测功能的电路通过一个单片机的IO口和一组电路就能够实现电路的唤醒和电压检测功能,有效减少电子元件,降低成本;其结构简单,使用方便,可适用于很多带有电池充电的电子设备中,具有良好的应用前景。
优选地,还包括充电电路、电池、驱动电路,所述单片机U2分别与充电电路、驱动电路电连接,所述唤醒检测电路、充电电路、电池、驱动电路依次电连接,所述驱动电路还与电机连接,单片机U2通过输出PWM信号给驱动电路以控制电机进行相应的工作。
具体实施时,如图2所示,单片机U2与充电电路、驱动电路电连接,通过分别输出PWM信号来控制对电池的充电以及对电机的运行,从而实现电池产品应用中的电池充电功能和电机运行功能。其中唤醒检测电路、充电电路、电池、驱动电路依次电连接的工作原理在于:当适配器接入电源后,唤醒检测电路会唤醒单片机U2、并检测输入电压,若输入电压正常,则允许充电电路开始对电池充电,在充电过程中,唤醒检测电路实时检测充电电压是否正常,待充电完成后,电池为驱动电路和电机供电,保证电机进行相应的工作。例如,应用在剃须刀、剪发器等设备中。
较佳地,所述单片机U2还连接有按键开关电路,以便对设备的运行进行控制。
优选地,所述充电电路包括MOS管Q2、开关三极管Q3、电阻R10、电阻R12、电阻R2、电阻R6;所述MOS管Q2的源极和漏极连接在唤醒检测电路的正极端,栅极通过电阻R6与开关三极管Q3的集电极连接,所述开关三极管Q3的基极分别通过电阻R10与单片机U2连接、通过电阻R12与开关三极管Q3的发射极连接,所述开关三极管Q3的发射极接地;所述充电电路还通过电阻R1、电容C9与电池的正负极连接。
具体实施时,如图5所示,充电电路主要通过电阻R10、电阻R12、开关三极管Q3去驱动MOS管Q2给电池充电,其中,单片机U2可控制输出PWM信号的占空比,使得电池的充电电流最大不超过1A。
优选地,还包括连接在电池和单片机U2之间的升压电路,所述升压电路通过升压芯片U1稳定输出电压给单片机U2。
具体实施时,如图6所示,所述升压电路由升压芯片U1、电感L1以及若干二极管、若干电容组成,能够使电池的电压经过升压电路时,电压升至稳定的+5V,再给单片机U2供电使用。
优选地,所述单片机U2的型号是BF7812。
优选地,所述升压芯片U1的型号是BL8531。
本发明还提供一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,包括以下控制步骤:
S1,适配器接入电源,唤醒检测电路的电容C3短路,此时,单片机U2的IO口接收到短路的电平变化信号,单片机U2从低功耗状态中唤醒;接着,唤醒检测电路的电容C3开路,单片机U2控制唤醒检测电路检测适配器的输入电压;
S2,若适配器的输入电压正常,则单片机U2通过PWM信号持续控制充电电路为电池充电;若适配器的输入电压非正常,则进行预警,关闭PWM信号输出,不允许充电;
S3,充电完成后,单片机U2发出控制信号给驱动电路,由驱动电路控制电机运行,以完成相应的工作。
优选地,在进行充电过程中,单片机U2控制PWM信号开启设定的第一时间值后再关闭设定的第二时间值,如此周期性启闭,直至充电完成;在PWM信号关闭时间里,单片机U2将发出信号控制唤醒检测电路检测充电电压。
具体实施时,在充电过程中,由于输出的PWM信号存在振荡,会导致电压检测信号不稳定,使得采集的电压不准确。为了解决上述问题,本发明在进行充电时,利用单片机U2控制PWM信号周期性启闭,在PWM信号开启输出过程中为电池充电,在PWM信号关闭输出过程中,通过唤醒检测电路检测充电电压,如此设置,便可避免PWM信号振荡造成的电压检测信号不准确的问题,保证采集的电压准确,从而有效保护整个电路。
优选地,所述第一时间值的设置范围为1~5S,所述第二时间值设置为大于RC充放电时间;其中RC充放电时间是电容C3和电阻R16的阻值乘积。
具体实施时,所述第一时间值的设置范围为1~5S,单片机U2控制充电电路在这段时间中进行充电;所述第二时间值设置为大于RC充放电时间,单片机U2控制唤醒检测电路在第二时间值中进行电压检测;其中,RC充放电时间是电容C3和电阻R16的阻值乘积。示例性地,设置所述电容C3的阻值为0.1μf,电阻R16的阻值为2000Ω,根据充放电公式:T=RC(C为电容,单位是F,R为电阻,单位是Ω,T为充放电时间,单位是S)可得,RC充放电时间为T=C3*R16=0.1μf*2000Ω=200μs。因此,第二时间值需要设置为大于200μs,例如,第二时间值可设置为300μs。
本发明提供一种电子设备,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,或,采用如上所述的一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法。
具体实施时,所述电子设备采用本方案提供的电路及控制方法,能够减少电子元件,有效降低成本,实现唤醒和稳定检测的功能,从而有效保护整个电路及设备,例如,可应用在剃须刀、剪发器等具有电池的产品中。其适用范围较广,具有良好的应用前景。
另外,本领域技术人员应当理解,尽管现有技术中存在许多问题,但是,本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进,而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解,对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多的使用了诸如唤醒检测电路、充电电路、电池、驱动电路、升压电路等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的;本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:包括单片机U2以及与适配器正负端电连接的唤醒检测电路,所述唤醒检测电路包括电容C3、电阻R9、电阻R16,所述电容C3和电阻R9并联后,第一端与适配器接口正端连接,第二端通过电阻R16与适配器接口负端连接并接地的同时,还与单片机U2的IO口连接。
2.根据权利要求1所述的带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:还包括充电电路、电池、驱动电路,所述单片机U2分别与充电电路、驱动电路电连接,所述唤醒检测电路、充电电路、电池、驱动电路依次电连接,所述驱动电路还与电机连接,单片机U2通过输出PWM信号给驱动电路以控制电机进行相应的工作。
3.根据权利要求2所述的带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:所述充电电路包括MOS管Q2、开关三极管Q3、电阻R10、电阻R12、电阻R2、电阻R6;所述MOS管Q2的源极和漏极连接在唤醒检测电路的正极端,栅极通过电阻R6与开关三极管Q3的集电极连接,所述开关三极管Q3的基极分别通过电阻R10与单片机U2连接、通过电阻R12与开关三极管Q3的发射极连接,所述开关三极管Q3的发射极接地;所述充电电路还通过电阻R1、电容C9与电池的正负极连接。
4.根据权利要求2所述的带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:还包括连接在电池和单片机U2之间的升压电路,所述升压电路通过升压芯片U1稳定输出电压给单片机U2。
5.根据权利要求1所述的带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:所述单片机U2的型号是BF7812。
6.根据权利要求4所述的带有唤醒和检测功能的电路,其特征在于:所述升压芯片U1的型号是BL8531。
7.一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法,其特征在于:采用如权利要求1-6任一项所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,包括以下控制步骤:
S1,适配器接入电源,唤醒检测电路的电容C3短路,此时,单片机U2的IO口接收到短路的电平变化信号,单片机U2从低功耗状态中唤醒;接着,唤醒检测电路的电容C3开路,单片机U2控制唤醒检测电路检测适配器的输入电压;
S2,若适配器的输入电压正常,则单片机U2通过PWM信号控制充电电路为电池充电;若适配器的输入电压非正常,则进行预警,关闭PWM信号输出,不允许充电;
S3,充电完成后,单片机U2发出控制信号给驱动电路,由驱动电路控制电机运行,以完成相应的工作。
8.根据权利要求7所述的带有唤醒和检测功能的电路的控制方法,其特征在于:在进行充电过程中,单片机U2控制PWM信号开启设定的第一时间值后再关闭设定的第二时间值,如此周期性启闭,直至充电完成;在PWM信号关闭时间里,单片机U2将发出信号控制唤醒检测电路检测充电电压。
9.根据权利要求8所述的带有唤醒和检测功能的电路的控制方法,其特征在于:所述第一时间值的设置范围为1~5S,所述第二时间值设置为大于RC充放电时间;其中RC充放电时间是电容C3和电阻R16的阻值乘积。
10.一种电子设备,其特征在于:采用如权利要求1-6任一项所述的一种带有唤醒和检测功能的电路,或,采用如权利要求7-9任一项所述的一种带有唤醒和检测功能的电路的控制方法。
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