CN220137562U - 一种转腕亮屏的智能手表电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转腕亮屏的智能手表电路，包括：显示模块、用于检测智能手表姿态的转腕检测模块和用于转腕检测模块检测智能手表向用户侧倾斜时使显示模块和显示屏点亮的处理器模块，所述转腕检测模块、显示模块与处理器模块电连接；所述转腕检测模块包括三轴加速度计、第一电容、第一电阻和第二电阻，由三轴加速度计获取智能手表的三轴方向的加速度变化，当三轴加速度计识别智能手表姿态为面向用户时，处理器模块点亮显示屏，实现了转腕自动亮屏，更符合用户的使用习惯，提高了智能穿戴设备的智能化程度。

Description

一种转腕亮屏的智能手表电路

技术领域

本实用新型智能手表技术领域，特别涉及一种转腕亮屏的智能手表电路。

背景技术

智能手表可用于运动计步、睡眠、卡里路消耗、闹钟提醒、温度计等，逐渐成为人们必备的电子产品之一。目前大部分智能手表，在看时间、各项身体健康指标或对手表进行设置操作时，需对点击显示屏或按下按键，来触发点亮显示屏，此方式操作不方便。

为解决这一问题，研究人员提出了抬手触发亮屏的方案以便于用户操作，如申请号为201710183860.7，名称为：一种智能手表的抬手亮屏方法的中国发明专利公开了：通过重力传感器检测X轴和Y轴方向的加速度来判断用户是否抬手，当用户抬手且眼睛注视显示屏时，使显示屏点亮。但在实际使用时，若用户只是想看时间或天气，只需转动手腕，无需抬手，但现有抬头亮屏的方案并不能将屏幕点亮。因此该专利提出的方案，与人们的实际使用习惯不匹配，而且该专利通过软件完成该功能，而软件功能需配合相应的硬件电路实现，目前并没有这样的硬件电路。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种转腕亮屏的智能手表电路。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种转腕亮屏的智能手表电路，其包括：显示模块、用于检测智能手表姿态的转腕检测模块和用于转腕检测模块检测智能手表向用户侧倾斜时使显示模块和显示屏点亮的处理器模块，所述转腕检测模块、显示模块与处理器模块电连接；

所述转腕检测模块包括三轴加速度计、第一电容、第一电阻和第二电阻，所述三轴加速度计的SCL脚连接处理器模块、也通过第一电阻连接VCC供电端，三轴加速度计的SDA脚连接处理器模块、也通过第二电阻连接VCC供电端，三轴加速度计的INT1脚连接处理器模块、三轴加速度计的VDD脚连接VCC供电端、也通过第一电容接地。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，所述显示模块包括显示屏接口、MOS管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述MOS管的栅极连接处理器模块、也通过第三电阻接地，MOS管的源极通过第四电阻连接显示屏接口的第12脚，MOS管的漏极接地，所述显示屏接口的第3脚通过第五电阻连接VCC供电端，所述显示屏接口的第2脚通过第六电阻连接VCC供电端，所述显示屏接口的第4脚通过第六电阻连接VCC供电端。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，所述处理器模块包括处理器，所述处理器的AON_GPIO_5脚连接MOS管的栅极，处理器的GPIO_26脚连接三轴加速度计的SDA脚，处理器的GPIO_30脚连接三轴加速度计的SCL脚，处理器的AON_GPIO_0脚连接三轴加速度计的INT1脚。

所述转腕亮屏的智能手表电路，还包括用于检测皮肤温度的温度检测模块，所述温度检测模块包括温度传感器接口、第二电容、第八电阻和第九电阻，所述温度传感器接口的正极通过第八电阻连接处理器的MSIO4脚和第九电阻的一端、也通过第二电容接地，第九电阻的另一端连接处理器的GPIO_4脚。

所述转腕亮屏的智能手表电路，还包括用于检测心率的心率检测模块，所述心率检测模块包括心率检测芯片、第三电容、第四电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管和心率检测传感器接口，所述心率检测芯片的GPIO_01脚通过第十电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的I2C_SCL脚连接心率检测传感器接口的第5脚、也通过第十一电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的I2C_SDA脚连接心率检测传感器接口的第6脚、也通过第十二电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的LED1脚连接第一发光二极管的负极、心率检测芯片的LED2脚连接第二发光二极管的负极、心率检测芯片的LED0脚连接第三发光二极管的负极，第一发光二极管的正极、第二发光二极管的正极、第三发光二极管的正极连接VCC供电端、也通过第三电容接地、还通过第四电容接地。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，还包括指针驱动模块，所述指针驱动模块包括：三极管、第十三电阻、第十四电阻、二极管和马达接口，所述三极管的基极通过第十三电阻连接处理器的GPIO_24脚，三极管的集电极连接马达接口的负极和二极管的正极，三极管的发射极接地，二极管的负极连接马达接口的正极、也通过第十四电阻连接VCC供电端。

所述转腕亮屏的智能手表电路，还包括电源模块，所述电源模块包括电池接口、充电单元、降压稳压单元和电量转换单元，所述充电单元、降压稳压单元和电量转换单元均连接电池接口，所述降压稳压单元和电量转换单元还连接处理器模块。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，所述充电单元包括：充电管理芯片、第五电容、第六电容、第十五电阻、第十六电阻，所述充电管理芯片的VIN脚通过第十六电阻连接充电器插头，充电管理芯片的VBAT连接电池接口的正极、也通过第五电容接地、还通过第六电容接地，所述充电管理芯片的CHRG脚通过第十五电阻连接处理器U2的GPIO_2脚。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，所述电量转换单元包括第十七电阻、第十八电阻、第七电容，所述第十七电阻的一端连接电池接口的正极，第十七电阻的另一端连接处理器的MSIO_2脚、也通过第七电容接地、还通过第十八电阻接地。

所述转腕亮屏的智能手表电路中，所述降压稳压单元包括降压稳压芯片，所述降压稳压芯片的VIN端连接电池接口的正极，降压稳压芯片的OUT端为VCC供电端。

相较于现有技术，本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路，包括：显示模块、用于检测智能手表姿态的转腕检测模块和用于转腕检测模块检测智能手表向用户侧倾斜时使显示模块和显示屏点亮的处理器模块，所述转腕检测模块包括三轴加速度计、第一电容、第一电阻和第二电阻，由三轴加速度计获取智能手表的三轴方向的加速度变化，当三轴加速度计识别智能手表姿态为面向用户时，处理器模块点亮显示屏，实现了转腕自动亮屏，更符合用户的使用习惯，提高了智能穿戴设备的智能化程度。

附图说明

图1为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表的结构示意图。

图2为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的电路结构框图。

图3为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的转腕检测模块的电路原理图。

图4为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的显示模块的电路原理图。

图5为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的处理器模块的电路原理图。

图6为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的温度检测模块的电路原理图。

图7为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的心率检测模块的电路原理图。

图8为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的指针驱动模块的电路原理图。

图9为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的充电单元的电路原理图。

图10为本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路的电量转换单元和降压稳压单元的电路原理图。

附图标记说明

指针组10、显示模块1、转腕检测模块2、处理器模块3、温度检测模块4、心率检测模块5、指针驱动模块6、电源模块7、三轴加速度计U1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、显示屏接口J1、MOS管Q1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、温度传感器接口J2、第二电容C2、第八电阻R8、第九电阻R9、心率检测芯片U3、第三电容C3、第四电容C4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2、第三发光二极管D3、心率检测传感器接口J3、处理器U2、指针组10、三极管Q2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、二极管D4、马达接口J4、充电管理芯片U4、第五电容C5、第六电容C6、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第七电容C7、降压稳压芯片U5

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路包括：显示模块1、用于检测智能手表姿态的转腕检测模块2和用于转腕检测模块2检测智能手表向用户侧倾斜时使显示模块1点亮显示屏的处理器模块3，所述转腕检测模块2、显示模块1与处理器模块3电连接，当转腕检测模块2根据智能手表自身姿态为向用户侧倾斜时，即认为用户在做转腕操作，此时使显示屏点亮，从而更符合用户使用习惯。

请一并参阅图3，本实施例中，所述处理器模块3用于控制显示模块1、转腕检测模块2等模块的的工作状态，并且在设定时间内(如3秒)，显示模块1没有接收到用户操作，则使显示屏黑屏，以节省电能。所述处理器模块3还用于控制其它模块的功能(如计步、时钟、温度、湿度、空气质量、来电接听、秒表、查找手机、运动达标、表盘切换、拍照等)，由于这些功能与现有的智能手表相同，此处不作详细描述。

请一并参阅图3，所述转腕检测模块2包括三轴加速度计U1、第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述三轴加速度计U1可采用型号为KX022G的传感器，其与处理器U2通过I²C总线通信。

本实施例中，所述三轴加速度计U1的SCL脚连接处理器模块3、也通过第一电阻R1连接VCC供电端，三轴加速度计U1的SDA脚连接处理器模块3、也通过第二电阻R2连接VCC供电端，三轴加速度计U1的INT1脚连接处理器模块3、三轴加速度计U1的VDD脚连接VCC供电端、也通过第一电容C1接地。

VCC供电端为VCC_3V3供电端，由智能手表的电源模块7提供3.3V电压，所述第一电阻R1和第二电阻R2为上拉电阻，将三轴加速度计U1的SDA脚和SCL脚电平拉高，使三轴加速度计U1与处理器U2之间数据传输稳定可靠，所述第一电容C1为电源滤波电容，确保三轴加速度计U1工作电压稳压。

请一并参阅图4，所述显示模块1包括显示屏接口J1、MOS管Q1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，其中，显示屏接口J1可采用OK-F302-XX115屏接口，所述MOS管Q1为P沟道MOS管，当栅极为低电平时MOS管Q1导通，用于使显示模块1的点亮背光，从而使显示屏显示。所述第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7为上拉电阻使显示屏接口J1与处理器模块3之间可进行可靠数据传输。

所述MOS管Q1的栅极连接处理器模块3、也通过第三电阻R3接地，MOS管Q1的源极通过第四电阻R4连接显示屏接口J1的第12脚，MOS管Q1的漏极接地，所述显示屏接口J1的第3脚通过第五电阻R5连接VCC供电端，所述显示屏接口J1的第2脚通过第六电阻R6连接VCC供电端，所述显示屏接口J1的第4脚通过第六电阻R6连接VCC供电端。

所述显示屏接口J1可连接TFT LCD屏，其显示反应快，颜色更真，所述MOS管Q1为P沟通MOS管Q1，在处理器模块3的相应控制端输出低电平时，MOS管Q1导通使显示屏点亮。

请一并参阅图5，所述处理器模块3包括处理器U2，所述处理器U2的AON_GPIO_5脚连接MOS管Q1的栅极，处理器U2的GPIO_26脚连接三轴加速度计U1的SDA脚，处理器U2的GPIO_30脚连接三轴加速度计U1的SCL脚，处理器U2的AON_GPIO_0脚连接三轴加速度计U1的I NT1脚。

所述处理器U2可采用GR5515的低功耗蓝牙芯片，其支持蓝牙、多功能按键、LED指示灯、TFT彩色显示屏等，其处理速度快，耗电低，使手表待机时间长。另，GR5515芯片是国产芯片，成本相比同等性能的进口芯片，成本低，可增加手表的价格竞争力。

请一并参阅图6，本实用新型提供的转腕亮屏的智能手表电路，还包括用于检测皮肤温度的温度检测模块4，从而使智能手表能获得用户体温，判断用户体温指标是否正常。

所述温度检测模块4包括温度传感器接口J2、第二电容C2、第八电阻R8和第九电阻R9，所述温度传感器接口J2用于连接温度传感器，该温度传感器接口J2的正极通过第八电阻R8连接处理器U2的MSIO4脚和第九电阻R9的一端、也通过第二电容C2接地，第九电阻R9的另一端连接处理器U2的GPIO_4脚。第八电阻R8和第九电阻R9构成电阻采样电路，温度传感器为根据人体温度变化输出相应阻值，经第八电阻R8和第九电阻R9分压采样，供处理器U2获取并识别出相应的温度。

请一并参阅图7，本实用新型的转腕亮屏的智能手表电路还包括用于检测心率的心率检测模块5，所述心率检测模块5包括心率检测芯片U3、第三电容C3、第四电容C4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2、第三发光二极管D3和心率检测传感器接口J3，心率检测芯片U3可采用PAH8009的心率传感器，其具有超低功耗、光发射模块和光接收模块响应快等特点，心率传感器与处理器U2之间通过I²C总线进行通讯。所述第一发光二极管D1、第二发光二极管D2分别为绿色发光管和红色发光管，所述第三发光二极管D3为红外线管，通过获取用户脉搏信息获得心率。

所述心率检测芯片U3的GPIO_01脚通过第十电阻R10连接VCC供电端，心率检测芯片U3的I2C_SCL脚连接心率检测传感器接口J3的第5脚、也通过第十一电阻R11连接VCC供电端，心率检测芯片U3的I2C_SDA脚连接心率检测传感器接口J3的第6脚、也通过第十二电阻R12连接VCC供电端，通过第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12连接VCC供电端，从而使心率检测芯片U3与处理器U2之间通讯稳定可靠。

心率检测芯片U3的LED1脚连接第一发光二极管D1的负极、心率检测芯片U3的LED2脚连接第二发光二极管D2的负极、心率检测芯片U3的LED0脚连接第三发光二极管D3的负极，第一发光二极管D1的正极、第二发光二极管D2的正极、第三发光二极管D3的正极连接VCC供电端、也通过第三电容C3接地、还通过第四电容C4接地。所述第三电容C3、第四电容C4为电源滤波电容，使发光二极管正极电源稳定，从而心率检测芯片U3的LED1脚、LED2脚、LED0脚可可靠控制二极管D4工作状态。

请一并参阅图1和图8，本实用新型的转腕亮屏的智能手表电路还包括指针驱动模块6，所述指针驱动模块6包括：指针组10、三极管Q2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、二极管D4和马达接口J4，所述马达接口J4可连接马达，马达用于实现机械手表发条的功能，其与指针组10的轴连接，驱动指针组10模拟机械手表的指针运转，从而使智能手表可按机械手表显示时间，在智能手表上增加机械手表的功能，提升了用户体验。

所述三极管Q2的基极通过第十三电阻R13连接处理器U2的GPIO_24脚，三极管Q2的集电极连接马达接口J4的负极和二极管D4的正极，三极管Q2的发射极接地，二极管D4的负极连接马达接口J4的正极、也通过第十四电阻R14连接VCC供电端，当处理器U2的GPIO_24脚输出高电平时，三极管Q2导通使马达转动，从而使指针组10转动。

请参阅图9和图10，本实用新型的转腕亮屏的智能手表电路还包括电源模块7，所述电源模块7包括电池接口J5、充电单元71、降压稳压单元72和电量转换单元73，所述充电单元71、降压稳压单元72和电量转换单元73均连接电池接口J5，所述降压稳压单元72和电量转换单元73还连接处理器模块3。所述电池接口J5可连接锂电池，所述充电单元71用于对电池充电，所述降压稳压单元72用于将充电器插头输出的5V电压降低至3.3V为智能手表的用电模块(如处理器U2、心率检测芯片U3、马达等)供电。

如图9所示，所述充电单元71包括：充电管理芯片U4、第五电容C5、第六电容C6、第十五电阻R15、第十六电阻R16，所述充电管理芯片U4的VI N脚通过第十六电阻R16连接充电器插头，充电管理芯片U4的VBAT连接电池接口J5的正极、也通过第五电容C5接地、还通过第六电容C6接地，所述充电管理芯片U4的CHRG脚通过第十五电阻R15连接处理器U2的GPIO_2脚。

其中，充电管理芯片U4可采用型号为KF404D的电源芯片，充电器插头可将交流市电转换为5V的直接电，经充电管理芯片U4给电池充电，所述第十五电阻R15、第十六电阻R16为电压采样电路，用于使处理器U2检测充电器插头是否插入，在充电器插入时对电池充电。

如图10所示，所述电量转换单元73包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第七电容C7，所述第十七电阻R17的一端连接电池接口的正极，第十七电阻R17的另一端连接处理器U2的MS IO_2脚、也通过第七电容C7接地、还通过第十八电阻R18接地。

其中，第十七电阻R17、第十八电阻R18为电压采样电路，其连接电池正极，电池正极电压经第十七电阻R17、第十八电阻R18供处理器U2识别电池电压，从而得知电池电量，并控制显示屏显示相应的电量，并且在电量不足时，提醒充电，防止电池过度放电。

如图10所示，所述降压稳压单元包括降压稳压芯片U5，所述降压稳压芯片U5的VIN端连接电池接口的正极，降压稳压芯片U5的OUT端为VCC供电端。由于电池输出电压一般为3.7V-4.2V，所述降压稳压芯片U5用于将电池输出的电压降低至3.3V,给各用电模块供电。可选地，所述降压稳压芯片U5可采用型号为KF8177的稳压芯片，其OUT脚连接一电容进行滤波，使输出电压稳定。

综上所述，本实用新型由三轴加速度计获取智能手表的三轴方向的加速度变化，当识别智能手表姿态为面向用户时，处理器模块点亮显示屏，实现了转腕自动亮屏，更符合用户的使用习惯，提高了智能穿戴设备的智能化程度。

且本实用新型的智能手表具有指针，外形和机械手表相似，结合了智能控制及显示，及机械手表显示的功能，实现了一表多功能，给用户不同的体验，节省了用户的购买成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，包括：显示模块、用于检测智能手表姿态的转腕检测模块和用于转腕检测模块检测智能手表向用户侧倾斜时使显示模块和显示屏点亮的处理器模块，所述转腕检测模块、显示模块与处理器模块电连接；

所述转腕检测模块包括三轴加速度计、第一电容、第一电阻和第二电阻，所述三轴加速度计的SCL脚连接处理器模块、也通过第一电阻连接VCC供电端，三轴加速度计的SDA脚连接处理器模块、也通过第二电阻连接VCC供电端，三轴加速度计的INT1脚连接处理器模块、三轴加速度计的VDD脚连接VCC供电端、也通过第一电容接地。

2.根据权利要求1所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，所述显示模块包括显示屏接口、MOS管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述MOS管的栅极连接处理器模块、也通过第三电阻接地，MOS管的源极通过第四电阻连接显示屏接口的第12脚，MOS管的漏极接地，所述显示屏接口的第3脚通过第五电阻连接VCC供电端，所述显示屏接口的第2脚通过第六电阻连接VCC供电端，所述显示屏接口的第4脚通过第六电阻连接VCC供电端。

3.根据权利要求2所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，所述处理器模块包括处理器，所述处理器的AON_GPIO_5脚连接MOS管的栅极，处理器的GPIO_26脚连接三轴加速度计的SDA脚，处理器的GPIO_30脚连接三轴加速度计的SCL脚，处理器的AON_GPIO_0脚连接三轴加速度计的INT1脚。

4.根据权利要求3所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，还包括用于检测皮肤温度的温度检测模块，所述温度检测模块包括温度传感器接口、第二电容、第八电阻和第九电阻，所述温度传感器接口的正极通过第八电阻连接处理器的MSIO4脚和第九电阻的一端、也通过第二电容接地，第九电阻的另一端连接处理器的GPIO_4脚。

5.根据权利要求3所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，还包括用于检测心率的心率检测模块，所述心率检测模块包括心率检测芯片、第三电容、第四电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管和心率检测传感器接口，所述心率检测芯片的GPIO_01脚通过第十电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的I2C_SCL脚连接心率检测传感器接口的第5脚、也通过第十一电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的I2C_SDA脚连接心率检测传感器接口的第6脚、也通过第十二电阻连接VCC供电端，心率检测芯片的LED1脚连接第一发光二极管的负极、心率检测芯片的LED2脚连接第二发光二极管的负极、心率检测芯片的LED0脚连接第三发光二极管的负极，第一发光二极管的正极、第二发光二极管的正极、第三发光二极管的正极连接VCC供电端、也通过第三电容接地、还通过第四电容接地。

6.根据权利要求3所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，还包括指针驱动模块，所述指针驱动模块包括：三极管、第十三电阻、第十四电阻、二极管和马达接口，所述三极管的基极通过第十三电阻连接处理器的GPIO_24脚，三极管的集电极连接马达接口的负极和二极管的正极，三极管的发射极接地，二极管的负极连接马达接口的正极、也通过第十四电阻连接VCC供电端。

7.根据权利要求3所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括电池接口、充电单元、降压稳压单元和电量转换单元，所述充电单元、降压稳压单元和电量转换单元均连接电池接口，所述降压稳压单元和电量转换单元还连接处理器模块。

8.根据权利要求7所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，所述充电单元包括：充电管理芯片、第五电容、第六电容、第十五电阻、第十六电阻，所述充电管理芯片的VIN脚通过第十六电阻连接充电器插头，充电管理芯片的VBAT连接电池接口的正极、也通过第五电容接地、还通过第六电容接地，所述充电管理芯片的CHRG脚通过第十五电阻连接处理器U2的GPIO_2脚。

9.根据权利要求7所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，所述电量转换单元包括第十七电阻、第十八电阻、第七电容，所述第十七电阻的一端连接电池接口的正极，第十七电阻的另一端连接处理器的MSIO_2脚、也通过第七电容接地、还通过第十八电阻接地。

10.根据权利要求7所述转腕亮屏的智能手表电路，其特征在于，所述降压稳压单元包括降压稳压芯片，所述降压稳压芯片的VIN端连接电池接口的正极，降压稳压芯片的OUT端为VCC供电端。