CN117175498A - 一种智能门锁指纹传感器保护电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能门锁指纹传感器保护电路及方法，涉及指纹传感器的技术领域，解决了现有的电容式指纹传感器受静电的影响较大，通常使用瞬态抑制二极管对电容式指纹传感器进行保护，保护的可靠性较低的技术问题。该电路包括：主控MCU、负载开关、保护元件和指纹传感器；所述主控MCU分别与所述指纹传感器和负载开关连接；所述负载开关通过所述保护元件与所述指纹传感器连接。本发明能够在指纹传感器在受到静电干扰时，控制负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护，并且在延迟一定时间后能够恢复指纹传感器的正常工作，在指纹传感器受到静电干扰时对指纹传感器实现较为可靠的保护。

Description

一种智能门锁指纹传感器保护电路及方法

技术领域

本发明涉及指纹传感器技术领域，尤其涉及一种智能门锁指纹传感器保护电路及方法。

背景技术

目前，在生物识别技术中，指纹识别技术是最为成熟，应用最广的识别技术，已经广泛用于各种智能终端中，例如智能手机，智能门锁，指纹U盘等电子设备。指纹U盘保护数据的安全，智能门锁保护家庭人身的安全，智能手机不仅用于解锁，保护个人信息的安全，更用于指纹支付，保护个人财产。因此指纹识别的安全性和可靠性两个性能尤为重要。

上述多种智能终端中大多使用了电容式指纹传感器，在使用中需要人体手指触摸按压电容式指纹传感器表面，使电容式指纹传感器采集手指指纹。由于电容式指纹传感器采集手指指纹的方式，使其容易受到人体静电干扰损坏。尤其在低温干燥的冬季，人体静电达到数十万伏，导致电容式指纹传感器极易被损坏。因此，在指纹设备中对电容式指纹传感器的保护措施尤为重要。

目前，在指纹智能门锁中对电容式指纹传感器保护的常用方法为：如图1所示，在电容式指纹传感器的供电电源上及重要且敏感的芯片的接口上增加瞬态抑制二极管（TVS管），以达到释放静电，保护指纹传感器芯片的效果。但是这种保护方法较为单一，仅依靠瞬态抑制二极管这一种器件进行保护。而且市面上门锁电路中使用的瞬态抑制二极管的保护电压数值有限，一般最高为空气放电保护为±30KV。在极端的环境下，人体产生大于±30KV的静电时，就十分容易损坏指纹传感器，使智能门锁无法正常使用指纹解锁。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在现有方案中，电容式指纹传感器受静电的影响较大，通常使用瞬态抑制二极管对电容式指纹传感器进行保护，保护的可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能门锁指纹传感器保护电路，以解决现有技术中存在电容式指纹传感器受静电的影响较大，通常使用瞬态抑制二极管对电容式指纹传感器进行保护，保护的可靠性较低的技术问题。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种智能门锁指纹传感器保护电路，包括：主控MCU、负载开关、保护元件和指纹传感器；

所述主控MCU分别与所述指纹传感器和负载开关连接；所述负载开关通过所述保护元件与所述指纹传感器连接；

所述主控MCU用于在接收所述指纹传感器的INT接口发送的静电信号后，根据所述静电信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述主控MCU还包括SPI接口，所述指纹传感器也包括SPI接口；通过所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器的SPI接口，将所述主控MCU与所述指纹传感器进行通讯连接；

所述主控MCU用于在所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，所述主控MCU生成异常信号，所述主控MCU根据所述异常信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述保护电路还包括电源监控芯片，所述电源监控芯片通过所述保护元件与所述负载开关连接，所述电源监控芯片还与所述主控MCU和所述指纹传感器连接；

所述电源监控芯片用于在监测到所述负载开关的输出电压低于阈值时，生成低电压信号，并将所述低电压信号输出至所述主控MCU；

所述主控MCU用于根据接收到的所述低电压信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述主控MCU包括GPIO_P01接口、GPIO_P02接口和GPIO_P03接口；

所述负载开关中的EN接口与所述主控MCU中的GPIO_P01接口连接；所述电源监控芯片中的RESET接口与所述主控MCU中的GPIO_P02接口连接；所述指纹传感器中的INT接口与所述主控MCU中的GPIO_P03接口连接。

优选的，所述负载开关还包括VOUT接口；所述电源监控芯片还包括VCC接口；所述指纹传感器还包括AVDD接口；

所述负载开关的VOUT接口通过所述保护元件分别与所述电源监控芯片的VCC接口和所述指纹传感器的AVDD接口连接。

优选的，所述保护电路还包括电源，所述电源与所述负载开关的VIN接口连接。

一种智能门锁指纹传感器保护方法，应用于上述任一项所述的智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，包括如下步骤：

在所述指纹传感器在受到静电干扰时，所述指纹传感器会通过INT接口输出静电信号至所述主控MCU；

所述主控MCU接收到所述静电信号后，根据所述静电信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述方法还包括：

在所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，所述主控MCU生成异常信号；

所述主控MCU根据所述异常信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述方法还包括：

所述电源监控芯片在监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值时，生成低电压信号，所述低电压信号通过所述电源监控芯片的RESET接口发送至所述主控MCU；

所述主控MCU接收到所述低电压信号后，根据所述低电压信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

优选的，所述电源监控芯片在监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值的过程中，还包括：

在所述负载开关的输入电压存在电压波动时，所述电源监控芯片监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值；或，

在所述指纹传感器的电流大于电流阈值时，所述保护元件的阻值增大，所述电源监控芯片监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值。

实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本发明能够在指纹传感器在受到静电干扰时，控制负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护，并且在延迟一定时间后能够恢复指纹传感器的正常工作，在指纹传感器受到静电干扰时对指纹传感器实现较为可靠的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅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，附图中：

图1是现有的指纹传感器保护电路原理图；

图2是本发明实施例的电路原理图；

图3是本发明实施例添加电源监控芯片的电路原理图；

图4是本发明实施例中防静电干扰的步骤流程图；

图5是本发明实施例中防静电干扰的工作流程图；

图6是本发明实施例中通讯异常的步骤流程图；

图7是本发明实施例中通讯异常的工作流程图；

图8是本发明实施例中防电源干扰的步骤流程图；

图9是本发明实施例中防电源干扰的工作流程图；

图10是本发明实施例中指纹传感器电流过大的步骤流程图；

图11是本发明实施例中指纹传感器电流过大的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

实施例一：如图2所示，本发明提供了一种智能门锁指纹传感器保护电路，包括：主控MCU、负载开关、保护元件和指纹传感器；主控MCU分别与指纹传感器和负载开关连接；负载开关通过保护元件与指纹传感器连接；主控MCU用于在接收指纹传感器的INT接口发送的静电信号后，根据静电信号控制负载开关断开，使负载开关切断指纹传感器的电源。

指纹传感器和负载开关均与主控MCU连接，指纹传感器与主控MCU之间能够进行信号的传输，负载开关通过保护元件与指纹传感器连接。

具体的，指纹传感器在未受到静电干扰时，能够正常使用。指纹传感器在受到静电干扰时，指纹传感器会通过INT接口发送静电信号（静电信号实则是通过指纹传感器中的INT接口发送的一个高电平信号）至主控MCU。主控MCU在接收到静电信号后，根据静电信号控制负载开关断开，使负载开关切断指纹传感器的电源，使指纹传感器断电，使指纹传感器在受静电干扰较大时，实现对指纹传感器的保护。延迟预设时长100ms后，主控MCU控制负载开关打开，重新给指纹传感器上电，使指纹传感器恢复工作。预设时长可根据实际需求而设置。后文的100ms均为预设时长。

需要说明的是，主控MCU会通过通讯接口（在本实施例中为SPI接口）读取指纹传感器的中断寄存器，来判断指纹传感器是否受到静电干扰。

本实施例能够在指纹传感器的静电过大时，控制负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护，并且在延迟预设时长后，主控MCU 能够重新控制所述负载开关打开，恢复指纹传感器的正常工作，能够提高指纹传感器的使用寿命，在指纹传感器受到静电干扰时对指纹传感器进行较为可靠的保护。

需要说明的是，本实施例中的指纹传感器为电容式指纹传感器。

作为可选的实施方式，如图2所示，主控MCU还包括SPI接口，指纹传感器也包括SPI接口；通过主控MCU的SPI接口与指纹传感器的SPI接口，将主控MCU与指纹传感器进行通讯连接；主控MCU用于在主控MCU的SPI接口与指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，主控MCU生成异常信号，主控MCU根据异常信号控制负载开关断开，使负载开关切断指纹传感器的电源。

具体的，主控MCU和指纹传感器的SPI接口均包括SCLK接口、MISO接口、MOSI接口和NSS接口。主控MCU和指纹传感器的SCLK接口用于传输SCLK时钟信号。主控MCU和指纹传感器的MISO接口和MOSI接口用于传输输入信号和输出信号。

主控MCU的SPI接口与指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，主控MCU会生成异常信号。需要说明的是，主控MCU的SPI接口未接收到指纹传感器的SPI接口传输的信号时，表示指纹传感器损坏，则判定主控MCU与指纹传感器之间通讯异常。此时主控MCU会根据异常信号控制负载开关，关闭负载开关的电源输出，延时100ms后重新给负载开关上电，重复预设次数十次后指纹传感器还是无法正常上电，主控MCU 将永久控制负载开关断电，切断指纹传感器的电源，避免损坏的指纹传感器耗电。

在本实施例中，除了能够在指纹传感器受到静电干扰时对指纹传感器进行保护之外，还能够在指纹传感器和主控MCU之间通讯异常时，关闭指纹传感器的电源，对指纹传感器和其他元器件进行保护，对指纹传感器实现多样性保护方式。

作为可选的实施方式，如图3所示，保护电路还包括电源监控芯片，负载开关通过保护元件与电源监控芯片连接，电源监控芯片还与主控MCU连接和指纹传感器连接；电源监控芯片用于在监测到负载开关的输出电压低于阈值时，生成低电压信号，并输出低电压信号至主控MCU；主控MCU用于根据接收到的低电压信号控制负载开关断开，使负载开关切断指纹传感器的电源。

具体的，电源监控芯片通过保护元件与负载开关连接，电源监控芯片能够对负载开关的输出电压进行实时监控。负载开关所输出的输出电压存在波动且输出电压低于阈值（在本实施例中，设定的阈值优选为电压低于2.7V，当然，也可根据实际情况进行选择）时，电源监控芯片生成低电压信号，此时，电源监控芯片会将此低电压信号发送至主控MCU，主控MCU会根据此低电压信号控制负载开关断开，切断指纹传感器的电源，避免电源波动导致指纹传感器损坏。

需要说明的是，负载开关所输出的输出电压存在波动且输出电压低于阈值包括两种情况：第一种为负载开关的输入电压存在电压波动时，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值。第二种为在指纹传感器的电流大于电流阈值时，保护元件的阻值增大，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值。

在发生上述两种情况时，电源监控芯片均会发送低电压信号至主控MCU，通过主控MCU控制负载开关断开，切断指纹传感器的电源。

在第一种情况发生后，主控MCU控制负载开关断开，且指纹传感器断电后，延时100ms，主控MCU会控制负载开关重新闭合，给指纹传感器重新上电，使指纹传感器恢复正常工作，保证指纹传感器工作的可靠性。

在第二种情况发生后，主控MCU控制负载开关断开，且指纹传感器断电后，延时100ms后重新给负载开关上电，重复预设次数十次后指纹传感器还是无法正常上电，主控MCU 将永久控制负载开关断电，避免损坏的指纹传感器耗电。当电路传感器仍无法正常工作，主控MCU将永久控制负载开关断开指纹传感器的供电。

本实施例中电源监控芯片的设置能够在指纹传感器受到电源干扰以指纹传感器的电流较大时，输出低电压信号至主控MCU，通过主控MCU控制负载开关的电源输出，切断指纹传感器的电源，防止出现其他隐患，对指纹传感器实现较为可靠的保护。

由于在电路中增加了电源监控芯片，就能够在指纹传感器受到静电干扰、通讯异常、电源干扰及电流较大时，一并对指纹传感器进行可靠的保护，能够实现对指纹传感器的多方面的保护，防止出现其他隐患。

作为可选的实施方式，如图2-图3所示，主控MCU包括GPIO_P01接口、GPIO_P02接口和GPIO_P03接口；负载开关中的EN接口与主控MCU中的GPIO_P01接口连接；电源监控芯片中的RESET接口与主控MCU中的GPIO_P02接口连接；指纹传感器中的INT接口与主控MCU中的GPIO_P03接口连接。

负载开关、电源监控芯片和指纹传感器均与主控MCU连接。具体的，主控MCU包括GPIO_P01接口、GPIO_P02接口和GPIO_P03接口，上述三个接口分别与负载开关、电源监控芯片和指纹传感器连接。负载开关包括EN接口，电源监控芯片包括RESET接口，指纹传感器包括INT接口；负载开关通过EN接口和GPIO_P01接口与主控MCU连接，电源监控芯片通过RESET接口和GPIO_P02接口与主控MCU连接，指纹传感器通过INT接口和GPIO_P03接口与主控MCU连接。

智能门锁中的指纹传感器在使用过程中，会出现静电干扰、通讯异常、电源波动及指纹传感器电流过高等情况，从而对指纹传感器造成影响，影响指纹传感器的正常使用。本实施例中设置有主控MCU、指纹传感器、负载开关和电源芯片，能够对指纹传感器进行保护。

若指纹传感器受到静电干扰时，指纹传感器会生成静电信号，并通过指纹传感器的INT接口发送至主控MCU的GPIO_P03接口，此时主控MCU会通过主控MCU会通过GPIO_P01接口控制负载开关的EN接口，关闭负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护，防止指纹传感器受到静电干扰导致损坏。

若指纹传感器和主控MCU之间出现通讯异常时，主控MCU会生成异常信号，异常信号并通过主控MCU的GPIO_P01接口控制控制负载开关的EN接口，关闭负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，避免损坏的指纹传感器耗电，对智能门锁中的其他元器件进行保护。

若负载开关所输出的输出电压存在波动，以及指纹传感器的电流过大时，电源监控芯片会生成低电压信号，并将低电压信号通过电源监控芯片的RESET接口发送至主控MCU的GPIO_P02接口，此时主控MCU会通过GPIO_P01接口控制负载开关的EN接口，关闭负载开关的电源输出，切断指纹传感器的电源，防止指纹传感器受到电源波动的干扰，避免损坏的指纹传感器耗电，对智能门锁中的其他元器件进行保护。

本实施例中设置的主控MCU会控制负载开关断开指纹传感器的电源，避免损坏的指纹传感器耗电，同时还能避免其他元器件受到指纹传感器的影响损坏，对传感器进行可靠的保护。

作为可选的实施方式，如图2-图3所示，负载开关还包括VOUT接口；电源监控芯片还包括VCC接口；指纹传感器还包括AVDD接口；负载开关的VOUT接口通过保护元件分别与电源监控芯片的VCC接口和指纹传感器的AVDD接口连接；保护元件为自恢复保险丝。

在本实施例中，保护元件的功能在于能够保护电路免受过载、短路和过压等电气故障的影响；能够检测电路中的电路是否超过了预设的电流阈值，如果超过了，就会立即切断电路，以避免过载和短路的问题，一旦电流降至正常水平，自恢复保险丝会自动重置，电路将重新恢复至通电状态，能够提高设备的可靠性和使用寿命。

作为可选的实施方式，保护电路还包括电源，电源与负载开关的VIN接口连接。具体的，电源与负载开关的VIN接口连接，用于为负载开关供电。

本实施例中所使用的负载开关的型号为HIS7131，电源监控芯片的型号为AP0809。

实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。

实施例二：一种智能门锁指纹传感器保护方法，应用于实施例一所述的智能门锁指纹传感器保护电路，如图4所示，包括如下步骤：

在指纹传感器在受到静电干扰时，指纹传感器会通过INT接口输出静电信号至主控MCU；

主控MCU接收到静电信号后，根据静电信号控制负载开关断开，使负载开关处于断开状态；

在负载开关处于断开状态时，切断指纹传感器的电源。

如图5所示，当指纹传感器在受到静电干扰时，指纹传感器会生成静电信号，指纹传感器的INT接口输出静电信号（静电信号实则是通过INT接口发送的一个高电平信号）至主控MCU的GPIO_P03接口，主控MCU接收到此静电信号后，会通过此静电信号通过GPIO_P01接口控制负载开关的EN引脚，关闭负载开关的VOUT输出，使指纹传感器断电。延时100ms后，主控MCU控制负载开关打开，重新给指纹传感器上电，使指纹传感器恢复工作。

本实施例能够在指纹传感器受到静电干扰时，控制负载开关的电源输出，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护，并且在延时一定时间后，重新给指纹传感器上电，恢复指纹传感器的正常工作，能够提高指纹传感器的使用寿命，对指纹传感器实现较为可靠的保护。

作为可选的实施方式，如图6所示，智能门锁指纹传感器保护方法还包括：

在主控MCU的SPI接口与指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，主控MCU生成异常信号；

主控MCU根据异常信号控制负载开关断开，使负载开关处于断开状态；

在负载开关处于断开状态时，切断指纹传感器的电源。

具体的，主控MCU和指纹传感器的SPI接口均包括SCLK接口、MISO接口、MOSI接口和NSS接口，主控MCU和指纹传感器的SCLK接口用于传输SCLK时钟信号；主控MCU和指纹传感器的MISO接口和MOSI接口用于传输输入信号和输出信号。

如图7所示，主控MCU的SPI接口和指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，主控MCU会生成异常信号。具体的，主控MCU的SPI接口未接收到指纹传感器所传输的信号则判定主控MCU和指纹传感器之间通讯异常。

主控MCU和指纹传感器之间通讯异常后，主控MCU会判定指纹传感器损坏，此后，主控MCU会生成异常信号，并通过主控MCU的GPIO_P01接口控制负载开关的EN接口，关闭负载开关的电源输出，延时100ms后重新给负载开关上电，重复预设次数十次后指纹传感器还是无法正常上电，主控MCU 将永久控制负载开关断电，切断指纹传感器的电源，避免损坏的指纹传感器耗电。预设次数还可根据实际需求而设置。

在本实施例中，除了能够在指纹传感器受到静电干扰时对指纹传感器进行保护之外，还能够在指纹传感器和主控MCU之间通讯异常时，关闭指纹传感器的电源，对指纹传感器和其他元器件进行保护，在以上两种情况出现时均能够对指纹传感器进行保护。

作为可选的实施方式，智能门锁指纹传感器保护方法还包括：

电源监控芯片在监测到负载开关的输出电压低于电压阈值时，生成低电压信号，低电压信号通过电源监控芯片的RESET接口发送至主控MCU；

主控MCU接收到低电压信号后，根据低电压信号控制负载开关断开，使负载开关处于断开状态；

在负载开关处于断开状态时，切断指纹传感器的电源。

电源监控芯片在监测到负载开关的输出电压低于电压阈值的过程中，还包括：在负载开关的输入电压存在电压波动时，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值；或，在指纹传感器的电流大于电流阈值时，保护元件的阻值增大，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值。

如图8所示，在负载开关的输入电压存在电压波动，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值时，生成低电压信号，低电压信号通过电源监控芯片的RESET接口发送至主控MCU；

主控MCU接收到低电压信号后，根据低电压信号控制负载开关断开，使负载开关处于断开状态；

在负载开关处于断开状态时，切断指纹传感器的电源。

具体的，如图9所示，在负载开关的输入电压存在电压波动时，负载开关的VOUT输出也会出现波动，当负载开关的输出电压低于电压阈值（本实施例中，输出电压低于2.7V，则判定输出电压低于阈值，当然，还可根据实际情况进行选择）时，电源监控芯片会生成到此低电压信号，此时，电源监控芯片的RESET接口会将此低电压信号发送至主控MCU的GPIO_P02接口，主控MCU在接收到此低电压信号后，会根据此低电压信号通过GPIO_P01接口控制负载开关的EN引脚，关闭负载开关的VOUT输出，使指纹传感器断电。延时100ms后，主控MCU会控制负载开关打开VOUT接口的电源输出，重新给指纹传感器上电，使指纹传感器恢复正常工作。

本实施例能够在电源出现波动，且指纹传感器受电源波动的干扰时，电源监控芯片能够监控到电源波动，并将低电压信号发送至主控MCU，通过主控MCU控制负载开关关闭，使指纹传感器断电，对指纹传感器进行保护；在电源监控芯片监测到输出电压正常时，主控MCU会恢复指纹传感器的正常工作，能够对指纹传感器实现较为可靠的保护。

如图10所示，在指纹传感器的电流大于电流阈值，保护元件的阻值增大，电源监控芯片监测到负载开关的输出电压低于电压阈值时，生成低电压信号，低电压信号通过电源监控芯片的RESET接口发送至主控MCU；

主控MCU接收到低电压信号后，根据低电压信号控制负载开关断开，使负载开关处于断开状态；

在负载开关处于断开状态时，切断指纹传感器的电源。

具体的，如图11所示，在指纹传感器的电流大于电流阈值时，保护元件的阻值增大，会形成较大分压，此时电源监控芯片的电压变低，电压低于阈值（在本实施例中，设定的阈值优选为电压低于2.7V，当然，也可根据实际情况进行选择）时，电源监控芯片的RESET接口会输出低电压信号至主控MCU的GPIO_P02接口，主控MCU接收到此低电压信号，此时，主控MCU会判定指纹传感器损坏，此后，主控MCU会根据此低电压信号通过GPIO_P01接口控制负载开关的EN引脚，关闭负载开关的电源输出，延时100ms后重新给负载开关上电，重复十次后指纹传感器还是无法正常上电，主控MCU 将永久控制负载开关断电，切断指纹传感器的电源，避免损坏的指纹传感器耗电，避免损坏的指纹传感器耗电。

本实施例能够在指纹传感器的电流过大时，通过主控MCU控制负载开关关闭，延时后重新给负载开关上电，重复预设次数十次后指纹传感器还是无法正常上电，主控MCU 将永久控制负载开关断电，切断指纹传感器的电源，避免损坏的指纹传感器耗电，同时还能对其他元器件进行保护。

由于在电路中增加了电源监控芯片，就能够在指纹传感器受到静电干扰、通讯异常、电源干扰及电流较大时，一并对指纹传感器进行可靠的保护，能够实现对指纹传感器的多方面的保护，防止出现其他隐患。

整体来说，本实施例能够对指纹传感器进行监控，并能够在指纹传感器出现异常时进行应对。主要是通过主控MCU控制负载开关的开断，在指纹传感器受到静电干扰、通讯异常、电源干扰及电流过大等几种情况出现时，对指纹传感器进行可靠的保护，并使其恢复正常工作，当检测到指纹传感器永久损坏时，能够永久断开对指纹传感器的供电，避免指纹传感器的异常耗电，对其他元器件进行保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，包括：主控MCU、负载开关、保护元件和指纹传感器；

所述主控MCU分别与所述指纹传感器和负载开关连接；所述负载开关通过所述保护元件与所述指纹传感器连接；

所述主控MCU用于在接收所述指纹传感器的INT接口发送的静电信号后，根据所述静电信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

2.根据权利要求1所述的一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，所述主控MCU还包括SPI接口，所述指纹传感器也包括SPI接口；通过所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器的SPI接口，将所述主控MCU与所述指纹传感器进行通讯连接；

所述主控MCU用于在所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，所述主控MCU生成异常信号，所述主控MCU根据所述异常信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括电源监控芯片，所述电源监控芯片通过所述保护元件与所述负载开关连接，所述电源监控芯片还与所述主控MCU和所述指纹传感器连接；

所述电源监控芯片用于在监测到所述负载开关的输出电压低于阈值时，生成低电压信号，并将所述低电压信号输出至所述主控MCU；

所述主控MCU用于根据接收到的所述低电压信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关切断所述指纹传感器的电源。

4.根据权利要求3所述的一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，所述主控MCU包括GPIO_P01接口、GPIO_P02接口和GPIO_P03接口；

所述负载开关中的EN接口与所述主控MCU中的GPIO_P01接口连接；所述电源监控芯片中的RESET接口与所述主控MCU中的GPIO_P02接口连接；所述指纹传感器中的INT接口与所述主控MCU中的GPIO_P03接口连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，所述负载开关还包括VOUT接口；所述电源监控芯片还包括VCC接口；所述指纹传感器还包括AVDD接口；

所述负载开关的VOUT接口通过所述保护元件分别与所述电源监控芯片的VCC接口和所述指纹传感器的AVDD接口连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括电源，所述电源与所述负载开关的VIN接口连接。

7.一种智能门锁指纹传感器保护方法，应用于权利要求3-6任一项所述的智能门锁指纹传感器保护电路，其特征在于，包括如下步骤：

在所述指纹传感器在受到静电干扰时，所述指纹传感器会通过INT接口输出静电信号至所述主控MCU；

所述主控MCU接收到所述静电信号后，根据所述静电信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

8.根据权利要求7所述的一种智能门锁指纹传感器保护方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述主控MCU的SPI接口与所述指纹传感器上的SPI接口之间的通讯异常时，所述主控MCU生成异常信号；

所述主控MCU根据所述异常信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

9.根据权利要求7或8所述的一种智能门锁指纹传感器保护方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述电源监控芯片在监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值时，生成低电压信号，所述低电压信号通过所述电源监控芯片的RESET接口发送至所述主控MCU；

所述主控MCU接收到所述低电压信号后，根据所述低电压信号控制所述负载开关断开，使所述负载开关处于断开状态；

在所述负载开关处于断开状态时，切断所述指纹传感器的电源。

10.根据权利要求9所述的一种智能门锁指纹传感器保护方法，其特征在于，所述电源监控芯片在监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值的过程中，还包括：

在所述负载开关的输入电压存在电压波动时，所述电源监控芯片监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值；或，

在所述指纹传感器的电流大于电流阈值时，所述保护元件的阻值增大，所述电源监控芯片监测到所述负载开关的输出电压低于电压阈值。