CN203643779U - 一种电表计量终端断电唤醒电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种电表计量终端断电唤醒电路，包括主微处理器MCU、稳压IC芯片U1、用于产生唤醒信号的唤醒信号生成模块、用于控制所述稳压IC芯片U1输出电压的电压控制开关模块以及主供电模块，所述唤醒信号生成模块的输入端连接于所述主微处理器MCU，所述唤醒信号生成模块的输出端连接于所述电压控制开关模块的输入端，所述电压控制开关模块的输出端连接于所述稳压IC芯片U1的使能端，所述稳压IC芯片U1的输出端通过所述主供电模块连接于所述主微处理器MCU。本实用新型实现了电表计量终端待机时主微处理器完全断电的情况下通过按键等方式实现重启唤醒，降低了电表计量终端待机的功耗且操作简单方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及电表设备技术领域，特别涉及一种电表计量终端断电唤醒电路。
背景技术
随着各种电表计量终端的智能升级，其所用的主微处理器功能越来越强，管脚也越来越来多，所用的软件系统也越来越大，而上述电表计量终端往往需要在只有电池供电的情况下才能唤醒显示抄表，此种情况下，该电表计量终端的系统在待机时处于低功耗状态，并通过按下按键实现中断唤醒。
然而，随着电表计量终端的系统越来越来复杂，而电池通常在低功耗下长时间放置后电量损耗较大，甚至放太久后都无法再启动系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种结构简单的电表计量终端断电唤醒电路，其在电表计量终端待机时主微处理器完全断电的情况下，可通过按键等方式实现重启唤醒。
为达到上述目的，本实用新型提出了一种电表计量终端断电唤醒电路，包括主微处理器MCU、稳压IC芯片U1、用于产生唤醒信号的唤醒信号生成模块、用于控制所述稳压IC芯片U1输出电压的电压控制开关模块以及主供电模块，所述唤醒信号生成模块的输入端连接于所述主微处理器MCU，所述唤醒信号生成模块的输出端连接于所述电压控制开关模块的输入端，所述电压控制开关模块的输出端连接于所述稳压IC芯片U1的使能端，所述稳压IC芯片U1的输出端通过所述主供电模块连接于所述主微处理器MCU。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述电表计量终端断电唤醒电路还包括连接于所述主微处理器MCU、用于采集给所述电表计量终端供电的 电池电压及主电网电压的电压采样模块。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述稳压IC芯片U1的输入端还连接有用于给所述稳压IC芯片U1提供电压的电源输入模块。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述唤醒信号生成模块包括按键、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4以及第一二极管D1、第二二极管D2，所述第一电阻R1一端连接于电池电源，另一端通过第二电阻R2连接于主微处理器MCU，所述第一电阻R1的另一端还通过按键接地，所述第一电容C1并联于所述按键的两端，所述第一电阻R1的另一端还通过第三电阻R3连接于第一二极管D1的阴极；所述第四电阻一端连接于主微处理器MCU，另一端连接于第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接于所述第一二极管D1的阳极且一并连接所述电压控制开关模块的输入端。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述电压控制开关模块包括三极管Q1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二电容C2以及第三二极管D3、第四二极管D4、及第五二极管D5，所述三极管Q1的发射极通过第五电阻R5与第六电阻R6串联后连接于所述三极管Q1的基极，且所述第五电阻R5与第六电阻R6的公共端连接于所述第二二极管D2的阳极及所述第一二极管D1的阳极，所述三极管Q1的集电极连接于所述稳压IC芯片U1的使能端，所述三极管Q1的集电极还通过第七电阻R7连接于所述第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接主电网电源；所述第二电容C2与第八电阻R8并联后连接于所述三极管Q1的集电极与地之间；所述三极管Q1的发射极还分别连接第四二极管D4的阴极以及第五二极管D5的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接于电池电源，所述第五二极管D5的阳极连接于主电网电源。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述主供电模块包括第三电容C3、第四电容C4、第九电阻R9及第十电阻R10，所述第三电容C3的正极接电源电压及稳压IC芯片U1的输出端，所述第三电容C3的负极接地，所述第四电容C4的一端及第九电阻R9的一端均连接于电源电压及稳压IC芯片U1的输 出端，所述第四电容C4的另一端接地，所述第九电阻R9的另一端通过第十电阻R10接地，同时，所述第九电阻R9的另一端还连接于稳压IC芯片U1的调整端。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述电压采样模块包括第一采样电阻R11、第二采样电阻R12以及第一限流电阻R13、第二限流电阻R14，所述第一采样电阻R11一端连接于电池电源，另一端连接于主微处理器MCU；所述第二采样电阻R12一端连接于主电网电源，另一端连接于主微处理器MCU；所述第一采样电阻R11的另一端还通过第一限流电阻R13接地；所述第二采样电阻R12的另一端通过第二限流电阻R14接地。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述电源输入模块包括第五电容C5、第六电容C6以及第六二极管D6、第七二极管D7，所述第五电容C5的正极连接于所述稳压IC芯片U1的输入端，所述第五电容C5的负极接地，所述第六电容C6连接于所述稳压IC芯片U1的输入端与地之间，所述第六二极管D6的阴极与第七二极管D7的阴极均连接于所述稳压IC芯片U1的输入端，所述第六二极管D6的阳极连接于电池电源，所述第七二极管D7的阳极连接于主电网电源。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述稳压IC芯片的型号为MIC29302。
进一步，在上述电表计量终端断电唤醒电路中，所述第二采样电阻R12及第二限流电阻R14的阻值均为100kΩ。
本实用新型电表计量终端断电唤醒电路实现了电表计量终端待机时主微处理器完全断电的情况下，可通过按键等方式实现重启唤醒，其节约了电能，降低了电表计量终端待机的功耗，且操作简单方便。
附图说明
图1为本实用新型电表计量终端断电唤醒电路一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1，本实用新型电表计量终端断电唤醒电路包括主微处理器MCU、稳压IC芯片U1、用于产生唤醒信号的唤醒信号生成模块10、用于控制所述稳压IC芯片U1输出电压的电压控制开关模块20以及主供电模块30，所述唤醒信号生成模块10的输入端连接于所述主微处理器MCU，所述唤醒信号生成模块10的输出端连接于所述电压控制开关模块20的输入端，所述电压控制开关模块20的输出端连接于所述稳压IC芯片U1的使能端EN，所述稳压IC芯片U1的输出端通过所述主供电模块30连接于所述主微处理器MCU。
其中，所述电表计量终端断电唤醒电路还包括连接于所述主微处理器MCU的电压采样模块40，用于采集给所述电表计量终端供电的电池电压及主电网电压。
所述稳压IC芯片U1的输入端Vin还连接有电源输入模块50，用于给所述稳压IC芯片U1提供电压。
具体地，所述唤醒信号生成模块10包括按键KEY、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4以及第一二极管D1、第二二极管D2，所述第一电阻R1一端连接于电池电源BAT，另一端通过第二电阻R2连接于主微处理器MCU，所述第一电阻R1的另一端还通过按键KEY接地，所述第一电容C1并联于所述按键KEY的两端，所述第一电阻R1的另一端还通过第三电阻R3连接于第一二极管D1的阴极；所述第四电阻一端连接于主微处理器MCU，另一端连接于第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接于所述第一二极管D1的阳极且一并连接所述电压控制开关模块20的输入端。
所述电压控制开关模块20包括三极管Q1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二电容C2以及第三二极管D3、第四二极管D4、及第五二极管D5，所述三极管Q1的发射极通过第五电阻R5与第六电阻R6串联后连接于所述三极管Q1的基极，且所述第五电阻R5与第六电阻R6的公共端连接于所述第二二极管D2的阳极及所述第一二极管D1的阳极，所述三极管Q1的集电极连接于所述稳压IC芯片U1的使能端EN，所述三极管Q1的集电极还 通过第七电阻R7连接于所述第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接主电网电源MAIN；所述第二电容C2与第八电阻R8并联后连接于所述三极管Q1的集电极与地之间；所述三极管Q1的发射极还分别连接第四二极管D4的阴极以及第五二极管D5的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接于电池电源BAT，所述第五二极管D5的阳极连接于主电网电源MAIN。
所述主供电模块30包括第三电容C3、第四电容C4、第九电阻R9及第十电阻R10，所述第三电容C3的正极接电源电压VDD及稳压IC芯片U1的输出端Vout，所述第三电容C3的负极接地，所述第四电容C4的一端及第九电阻R9的一端均连接于电源电压VDD及稳压IC芯片U1的输出端Vout，所述第四电容C4的另一端接地，所述第九电阻R9的另一端通过第十电阻R10接地，同时，所述第九电阻R9的另一端还连接于稳压IC芯片U1的调整端Adj。
所述电压采样模块40包括第一采样电阻R11、第二采样电阻R12以及第一限流电阻R13、第二限流电阻R14，所述第一采样电阻R11一端连接于电池电源BAT，另一端连接于主微处理器MCU；所述第二采样电阻R12一端连接于主电网电源MAIN，另一端连接于主微处理器MCU；所述第一采样电阻R11的另一端还通过第一限流电阻R13接地；所述第二采样电阻R12的另一端通过第二限流电阻R14接地。
本实施例中，所述第二采样电阻R12及第二限流电阻R14的阻值均为100kΩ。
所述电源输入模块50包括第五电容C5、第六电容C6以及第六二极管D6、第七二极管D7，所述第五电容C5的正极连接于所述稳压IC芯片U1的输入端Vin，所述第五电容C5的负极接地，所述第六电容C6连接于所述稳压IC芯片U1的输入端Vin与地之间，所述第六二极管D6的阴极与第七二极管D7的阴极均连接于所述稳压IC芯片U1的输入端Vin，所述第六二极管D6的阳极连接于电池电源BAT，所述第七二极管D7的阳极连接于主电网电源MAIN。
所述稳压IC芯片U1接地端接地。本实施例中，所述稳压IC芯片的型号为MIC29302，
当所述稳压IC芯片U1的使能端为高电平时，所述稳压IC芯片U1的输出 端Vout有输出；当所述稳压IC芯片U1的使能端为低电平时，所述稳压IC芯片U1的输出端Vout没有输出电压，通过控制所述稳压IC芯片U1的使能端的高低电平即可控制输出端Vout有无输出电压，所述输出端Vout即是给整个主微处理器供电的主电源。
请参阅图1，A、B为两个唤醒原信号，实际上还可根据需要灵活加上其它唤醒源，其中B为主微处理器MCU的控制输出，这个信号B是必须要的，S为真正控制稳压IC芯片U1使能端的信号，从图1中可看出S＝A&B，即只要当A与B之一为低电平时，S就为低电平，当A与B均为高电平时，S才为高电平。
请参阅图1，本实用新型电表计量终端断电唤醒电路的工作原理如下：
在停电状态时，主微处理器MCU处于断电状态，此时三极管Q1不导通，所述稳压IC芯片U1的使能端为低电平，所述稳压IC芯片U1的输出端Vout无输出电压。当按下按键KEY，S为低电平，三极管QA1导通，稳压IC芯片U1使能端EN为高电平，所述稳压IC芯片U1的输出端Vout正常输出电压，从而通过主供电模块30驱动主微处理器MCU工作；当主微处理器MCU启动后，其又控制在B处输出低电平，这时即使不再按下按键KEY1，S仍然为低电平，这样稳压IC芯片U1的使能端EN为持续高电平，所述主微处理器MCU正常工作，并进入软件程序处理。在软件程序处理一开始首先初始化I/O口，便马上通过I/O脚输出信号控制稳压IC芯片U1的使能端持续为高电平，这样完成停电唤醒的上电过程。
此时，所述主微处理器MCU通过所述电压采样模块40采集给所述电表计量终端供电的电池电压及主电网电压，判断供电状态并根据I/O状态做事件记录。当所述主微处理器MCU判断市电供电恢复情况下，所述主微处理器MCU驱动电表计量终端进入正常工作状态；当所述主微处理器MCU判断市电供电未恢复的情况下，所述主微处理器MCU控制在B处输出高电平，从而使得S为高电平，此时三极管Q1不导通，所述稳压IC芯片U1的使能端为低电平，关闭主供电模块30，主微处理器MCU在断电后B处I/O脚为高阻态，由于电池电源BAT3.6V的存在，B处仍为高电平，因此，所述稳压IC芯片U1仍不工作，主微处理器MCU进入断电状态。
本实用新型通过按下按键KEY使得稳压IC芯片U1输出端有工作电压输出，主微处理器MCU在来电启动马上输出信号代替按键按下控制稳压IC芯片U1持续给自己供电，直到完成相关处理，最后主微处理器MCU通过输出控制信号使稳压IC芯片U1的使能端En产生低电平，从而关闭主供电模块而重新进入完全断电的低功耗状态，同时在软件上记录相应的事件。
本实施例中，停电唤醒时的信号(脉冲维持)大于1秒，因为在这1秒过程主微处理器MCU要完成系统来电启动输出信号(来代替唤醒脉冲信号)的过程，实例运用中，0.5秒即可完成。
相比于现有技术，本实用新型电表计量终端断电唤醒电路具有如下优点：
1、节约电能，并保证产品停电唤醒性能，使电池的工作时间大大加长。
2、工作方式简单有效，并可灵活变化，比如电表停电开盖记录，红外或其它的唤醒方式。
3、此种方式应用面广，在电表计量终端，水表，气表等，甚至便携式产品上都可用到。
4、产品在停电状态时，由于是处于断电状态，而不是有电低功耗工作态，可避免由于误碰短路等引起的不察觉故障。
综上，本实用新型电表计量终端断电唤醒电路实现了电表计量终端待机时主微处理器完全断电的情况下，可通过按键等方式实现重启唤醒，其节约了电能，降低了电表计量终端待机的功耗，且操作简单方便。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，包括主微处理器MCU、稳压IC芯片U1、用于产生唤醒信号的唤醒信号生成模块、用于控制所述稳压IC芯片U1输出电压的电压控制开关模块以及主供电模块，所述唤醒信号生成模块的输入端连接于所述主微处理器MCU，所述唤醒信号生成模块的输出端连接于所述电压控制开关模块的输入端，所述电压控制开关模块的输出端连接于所述稳压IC芯片U1的使能端，所述稳压IC芯片U1的输出端通过所述主供电模块连接于所述主微处理器MCU。
2.根据权利要求1所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述电表计量终端断电唤醒电路还包括连接于所述主微处理器MCU、用于采集给所述电表计量终端供电的电池电压及主电网电压的电压采样模块。
3.根据权利要求2所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述稳压IC芯片U1的输入端还连接有用于给所述稳压IC芯片U1提供电压的电源输入模块。
4.根据权利要求1～3任一项所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述唤醒信号生成模块包括按键、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4以及第一二极管D1、第二二极管D2，所述第一电阻R1一端连接于电池电源，另一端通过第二电阻R2连接于主微处理器MCU，所述第一电阻R1的另一端还通过按键接地，所述第一电容C1并联于所述按键的两端，所述第一电阻R1的另一端还通过第三电阻R3连接于第一二极管D1的阴极；所述第四电阻一端连接于主微处理器MCU，另一端连接于第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接于所述第一二极管D1的阳极且一并连接所述电压控制开关模块的输入端。
5.根据权利要求4所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述电压控制开关模块包括三极管Q1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二电容C2以及第三二极管D3、第四二极管D4、及第五二极管D5，所述三极管Q1的发射极通过第五电阻R5与第六电阻R6串联后连接于所述三极管Q1的基极，且所述第五电阻R5与第六电阻R6的公共端连接于所述第二二极管D2的阳极及所述第一二极管D1的阳极，所述三极管Q1的集电极连 接于所述稳压IC芯片U1的使能端，所述三极管Q1的集电极还通过第七电阻R7连接于所述第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接主电网电源；所述第二电容C2与第八电阻R8并联后连接于所述三极管Q1的集电极与地之间；所述三极管Q1的发射极还分别连接第四二极管D4的阴极以及第五二极管D5的阴极，所述第四二极管D4的阳极连接于电池电源，所述第五二极管D5的阳极连接于主电网电源。
6.根据权利要求5所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述主供电模块包括第三电容C3、第四电容C4、第九电阻R9及第十电阻R10，所述第三电容C3的正极接电源电压及稳压IC芯片U1的输出端，所述第三电容C3的负极接地，所述第四电容C4的一端及第九电阻R9的一端均连接于电源电压及稳压IC芯片U1的输出端，所述第四电容C4的另一端接地，所述第九电阻R9的另一端通过第十电阻R10接地，同时，所述第九电阻R9的另一端还连接于稳压IC芯片U1的调整端。
7.根据权利要求6所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述电压采样模块包括第一采样电阻R11、第二采样电阻R12以及第一限流电阻R13、第二限流电阻R14，所述第一采样电阻R11一端连接于电池电源，另一端连接于主微处理器MCU；所述第二采样电阻R12一端连接于主电网电源，另一端连接于主微处理器MCU；所述第一采样电阻R11的另一端还通过第一限流电阻R13接地；所述第二采样电阻R12的另一端通过第二限流电阻R14接地。
8.根据权利要求7所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述电源输入模块包括第五电容C5、第六电容C6以及第六二极管D6、第七二极管D7，所述第五电容C5的正极连接于所述稳压IC芯片U1的输入端，所述第五电容C5的负极接地，所述第六电容C6连接于所述稳压IC芯片U1的输入端与地之间，所述第六二极管D6的阴极与第七二极管D7的阴极均连接于所述稳压IC芯片U1的输入端，所述第六二极管D6的阳极连接于电池电源，所述第七二极管D7的阳极连接于主电网电源。
9.根据权利要求1所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述稳压IC芯片的型号为MIC29302。
10.根据权利要求7所述的电表计量终端断电唤醒电路，其特征在于，所述第二采样电阻R12及第二限流电阻R14的阻值均为100kΩ。
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