專利名稱:一種智能豆?jié){機(jī)用控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種智能豆?jié){機(jī)用控制電路，包括開(kāi)關(guān)電源、主控制芯片MCU1、次控制芯片MCU2、無(wú)線通訊模塊，其特征在于，不同的芯片由不同的電源供電，所述主控制芯片MCU1與所述次控制芯片MCU2相互通訊，所述主控制芯片MCU1與所述無(wú)線通訊模塊相互通訊，而主控制芯片MCU1具備掉電記憶電路。通過(guò)主次控制芯片具備不同的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)異常掉電情況下的狀態(tài)保存，主控制芯片統(tǒng)一控制次控制芯片和無(wú)線通訊模塊的狀態(tài)，便于功能拓展和復(fù)雜UI的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】
一種智能豆?jié){機(jī)用控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能豆?jié){機(jī)，尤其涉及一種家用智能豆?jié){機(jī)的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著豆?jié){機(jī)智能化程度的提升，其本機(jī)顯示的內(nèi)容越來(lái)越多，具備的功能也越來(lái)越復(fù)雜，單一控制芯片已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)要求。特別是現(xiàn)有的一些智能豆?jié){機(jī)，不僅具有傳統(tǒng)豆?jié){機(jī)的功能，還具有網(wǎng)絡(luò)功能，顯示的內(nèi)容也更豐富，對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)說(shuō)，所以通常的設(shè)計(jì)都是通過(guò)增加顯示驅(qū)動(dòng)芯片的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是再增加一顆芯片來(lái)拓展相應(yīng)的資源，從而能滿足設(shè)計(jì)要求。
[0003]當(dāng)目前通常的設(shè)計(jì)為，不管是一顆芯片，還是多顆芯片，都是通過(guò)同一供電電源，當(dāng)豆?jié){機(jī)異常斷電時(shí)，如果需要實(shí)現(xiàn)掉電記憶功能，其掉電時(shí)的處理邏輯是各處理各的，同時(shí)由于所有的電路都通過(guò)同一供電電源，在掉電后，其負(fù)載很大，即使有掉電記憶電路，其掉電保存的時(shí)間很難保證。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多芯片的方案實(shí)現(xiàn)豆?jié){機(jī)的功能拓展，基本由主控制芯片、次控制芯片和無(wú)線控制模塊組成；同時(shí)不同的芯片和模塊由不同的電源供電，能有效實(shí)現(xiàn)豆?jié){機(jī)異常掉電情況下的豆?jié){機(jī)狀態(tài)保護(hù)，在豆?jié){機(jī)異常斷電后，主控制芯片實(shí)現(xiàn)掉電識(shí)別和豆?jié){機(jī)斷電瞬間的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，從而使得豆?jié){機(jī)異常斷電再上電后豆?jié){機(jī)可以恢復(fù)掉電前的狀態(tài)。
[0005]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種智能豆?jié){機(jī)用控制電路，包括開(kāi)關(guān)電源、主控制芯片MCUl、次控制芯片M⑶2、無(wú)線通訊模塊，優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)電源輸出三路電源，所述三路電源為第一供電電源AVIN、第二供電電源VCC和第三供電電源VDD，所述第二供電電源VCC由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)LDO模塊輸出，所述第三供電電源VDD由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)DC-DC模塊輸出，所述第一供電電源AVIN給所述主控制芯片MCUl供電，所述第二供電電源VCC給所述次控制芯片MCU2供電，所述第三供電電源VDD給所述無(wú)線通訊模塊供電，所述主控制芯片MCUl與所述次控制芯片MCU2相互通訊，所述主控制芯片M⑶I與所述無(wú)線通訊模塊相互通訊。
[0006]優(yōu)選的，所述控制電路包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路、顯示電路，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路與所述主控制芯片MCUl連接，所述顯示電路與所述次控制芯片MCU2電連接。
[0007]優(yōu)選的，所述掉電記憶電路包括二極管Dl、電阻Rl和電解電容ECl，所述二極管Dl陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述二極管Dl陰極電連接所述電阻Rl—端，所述電阻Rl另一端電連接所述電解電容ECl正極和所述第一供電電源AVIN，所述電解電容ECl負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。
[0008]優(yōu)選的，所述掉電記憶電路包括二極管D2、放電電阻R2、上拉電阻R3、充電電阻R4和電解電容EC2，所述充電電阻R4—端電連接所述主控制芯片M⑶I的A/D轉(zhuǎn)換弓I腳ADC，另一端電連接所述上拉電阻R3—端和所述二極管D2的陽(yáng)極，所述上拉電阻R3電連接所述第一供電電源AVIN，所述放電電阻R2—端電連接所述二極管D2的陰極和所述電解電容EC2的正極，所述放電電阻R2的另一端電連接所述電解電容EC2的負(fù)極，所述電解電容EC2的負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。
[0009]優(yōu)選的，所述掉電記憶電路包括二極管D5、充放電電阻R7、電解電容EC3，所述二極管D5陽(yáng)極電連接所述充放電電阻R7的一端和所述主控制芯片MCUl的ADC引腳，所述D5的陰極電連接所述充放電電阻R7的另一端和所述電解電容EC3的正極，所述電解電容EC3負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。
[0010]優(yōu)選的，所述主控制芯片MCUl通過(guò)I/O口控制所述DC-DC電路的狀態(tài)，所述主控制芯片MCUI的I /0 口電連接所述DC-DC電路的使能□ EN，通過(guò)I /0 口輸出高低電平實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的狀態(tài)控制。
[0011]優(yōu)選的，所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)壓保護(hù)的TVS管D3，所述TVS管D3的陽(yáng)極電連接所述第三供電電源VDD的負(fù)極VSS，所述TVS管D3的陰極電連接所述第三供電電源VDD。
[0012]優(yōu)選的，所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)流保護(hù)的熱敏電阻R6，所述熱敏電阻R6—端電連接DC-DC的輸出端，另一端電連接所述第三供電電源VDD。
[0013]優(yōu)選的，所述熱敏電阻R6為正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述TVS管限幅電壓值選擇為VDD0
[0014]優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)電源與所述三路電源之間接有一個(gè)TVS管D4，所述TVS管D4的陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的正極，所述TVS管D4的陰極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的負(fù)極。
[0015]通過(guò)不同的芯片實(shí)現(xiàn)不同的功能，不同的芯片之間通過(guò)通訊連接，實(shí)現(xiàn)豆?jié){機(jī)功能的有效拓展，顯示界面的內(nèi)容可以更加豐富，而不同的芯片由不同的電源實(shí)現(xiàn)供電，使得豆?jié){機(jī)的電路設(shè)計(jì)中無(wú)需設(shè)計(jì)太復(fù)雜的掉電記憶電路去保證掉電的保護(hù)時(shí)間，只需要給核心的單一芯片具備掉電記憶電路即可，這種設(shè)計(jì)方案，使得掉電的時(shí)間可以有效保證。
【附圖說(shuō)明】

[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0017]圖1是本實(shí)用新型的豆?jié){機(jī)的實(shí)施例1的電路原理簡(jiǎn)圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型的豆?jié){機(jī)的實(shí)施例2的電路原理簡(jiǎn)圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型的豆?jié){機(jī)的實(shí)施例3的電路原理簡(jiǎn)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述:
[0021]實(shí)施例1:
[0022]本實(shí)用新型涉及一種家用智能豆?jié){機(jī)的控制電路，如圖1所示，包括開(kāi)關(guān)電源、主控制芯片MCUl、次控制芯片MCU2、無(wú)線通訊模塊，所述開(kāi)關(guān)電源輸出三路電源，所述三路電源為第一供電電源AVIN、第二供電電源VCC和第三供電電源VDD，所述第二供電電源VCC由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)LDO模塊輸出，所述第三供電電源VDD由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)DC-DC模塊輸出，所述第一供電電源AVIN給所述主控制芯片MCUl供電，所述第二供電電源VCC給所述次控制芯片M⑶2供電，所述第三供電電源VDD給所述無(wú)線通訊模塊供電，所述主控制芯片M⑶I與所述次控制芯片MCU2相互通訊，所述主控制芯片MCUl與所述無(wú)線通訊模塊相互通訊。所述控制電路包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路、顯示電路，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路與所述主控制芯片MCUl連接，所述顯示電路與所述次控制芯片MCU2電連接。所述掉電記憶電路包括二極管Dl、電阻Rl和電解電容EC1，所述二極管Dl陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述二極管Dl陰極電連接所述電阻Rl一端，所述電阻Rl另一端電連接所述電解電容ECl正極和所述第一供電電源AVIN，所述電解電容ECl負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。所述主控制芯片MCUl通過(guò)I/O 口控制所述DC-DC電路的狀態(tài)，所述主控制芯片MCUl的I/O 口電連接所述DC-DC電路的使能口EN，通過(guò)I/O 口輸出高低電平實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的狀態(tài)控制。所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)壓保護(hù)的TVS管D3，所述TVS管D3的陽(yáng)極電連接所述第三供電電源VDD的負(fù)極VSS，所述TVS管D3的陰極電連接所述第三供電電源VDD ο所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)流保護(hù)的熱敏電阻R6，所述熱敏電阻R6—端電連接DC-DC的輸出端，另一端電連接所述第三供電電源VDD。所述熱敏電阻R6為正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述TVS管限幅電壓值選擇為VDD。所述開(kāi)關(guān)電源與所述三路電源之間接有一個(gè)TVS管D4，所述TVS管D4的陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的正極，所述TVS管D4的陰極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的負(fù)極。
[0023]其工作原理為，主控制芯片MCUl負(fù)責(zé)整個(gè)豆?jié){機(jī)的控制部分，包括信號(hào)采集、負(fù)載控制、按鍵信號(hào)處理、掉電記憶功能實(shí)現(xiàn)、顯示相關(guān)的狀態(tài)保存和發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)信號(hào)的接收和上報(bào)、DC-DC電路的狀態(tài)控制等功能，當(dāng)主控制芯片MCUI識(shí)別到系統(tǒng)掉電時(shí)，由于掉電記憶電路的存在，掉電的短時(shí)間內(nèi)，MCUl通過(guò)掉電記憶電路供電，此時(shí)主控制芯片MCUl關(guān)閉所有的端口，將相應(yīng)的制漿程序執(zhí)行步驟、顯示內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等狀態(tài)保存在自帶的EEPROM中，等待下一次系統(tǒng)供電，如果在掉電允許時(shí)間內(nèi)上電，主控制芯片MCUl讀取EEPROM中保存的數(shù)據(jù)，并恢復(fù)正常顯示和工作，同時(shí)將掉電瞬間的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通訊模塊發(fā)送給服務(wù)器和 App。
[0024]次控制芯片M⑶2與主控制芯片M⑶I通訊，負(fù)責(zé)接收主控制芯片M⑶I發(fā)送的信息和顯示豆?jié){機(jī)的相關(guān)功能內(nèi)容，其所顯示的內(nèi)容全是主控制芯片MCUl發(fā)送的。
[0025]掉電記憶電路中的電解電容ECl在正常供電時(shí)通過(guò)電阻Rl開(kāi)始充電，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，電解電容ECl開(kāi)始放電供主控制MCUl工作用，而Dl防止ECl在掉電時(shí)反向放電導(dǎo)致掉電時(shí)間短。
[0026]DC-DC電路的狀態(tài)通過(guò)主控制芯片MCUl的I/O 口來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，一般情況下，都是通過(guò)DC-DC電路中芯片的使能口 EN來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)控制，也可以通過(guò)其他的開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)控制，此處不再累述；由于考慮在DC-DC模塊失效短路的情況下，后端的無(wú)線通訊模塊耐壓較低，直接高壓沖擊容易損壞無(wú)線通訊模塊，在DC-DC輸出端增加一個(gè)保護(hù)方案，保護(hù)方案采用過(guò)流過(guò)壓保護(hù)模式，過(guò)流保護(hù)通過(guò)熱敏電阻R6實(shí)現(xiàn)，過(guò)壓保護(hù)通過(guò)元件D3(TVS管)實(shí)現(xiàn)。工作機(jī)理是當(dāng)發(fā)生電源錯(cuò)接時(shí)，TVS管首先動(dòng)作，電流隨之增大，當(dāng)電流達(dá)到過(guò)流原件熱敏電阻R6的觸發(fā)電流時(shí)電路關(guān)斷，可以防止長(zhǎng)時(shí)間過(guò)壓燒壞后級(jí)電路。另外如電路中出現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)壓脈沖，TVS管還可用于電壓泄放，對(duì)后級(jí)起到鉗位保護(hù)作用。
[0027]由于工作原理問(wèn)題，開(kāi)關(guān)電源輸出端會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)脈沖過(guò)高的電壓，為防止這類脈沖電壓損壞電路中其他器件，在其輸出后端增加一個(gè)TVS管D4，當(dāng)輸出端的尖峰脈沖電壓超出TVS管D4的鉗位電壓時(shí)，TVS管動(dòng)作，對(duì)尖峰脈沖進(jìn)行電壓泄放，從而保護(hù)后端電路。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述掉電記憶電路包括二極管D2、放電電阻R2、上拉電阻R3、充電電阻R4和電解電容EC2，所述充電電阻R4—端電連接所述主控制芯片MCUl的A/D轉(zhuǎn)換引腳ADC，另一端電連接所述上拉電阻R3—端和所述二極管D2的陽(yáng)極，所述上拉電阻R3電連接所述第一供電電源AVIN，所述放電電阻R2—端電連接所述二極管D2的陰極和所述電解電容EC2的正極，所述放電電阻R2的另一端電連接所述電解電容EC2的負(fù)極，所述電解電容EC2的負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。上電時(shí)主控制芯片MCUl的ADC引腳作為輸出口給電容EC2充電，掉電后電容EC2通過(guò)R2放電，EC2電容兩端電壓會(huì)不斷降低，同時(shí)ADC的電壓也會(huì)降低，在理想狀態(tài)下(EC2電容漏流很小，R2電阻非常大，ADC點(diǎn)的電壓下降的非常慢)，該方式掉電記憶時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。
[0030]實(shí)施例3:
[0031]本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述掉電記憶電路包括二極管D1、電阻Rl和電解電容ECl，所述二極管Dl陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述二極管Dl陰極電連接所述電阻Rl—端，所述電阻Rl另一端電連接所述電解電容ECl正極和所述第一供電電源AVIN，所述電解電容ECl負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。所述掉電記憶電路還包括二極管D5、充放電電阻R7、電解電容EC3，所述二極管D5陽(yáng)極電連接所述充放電電阻R7的一端和所述主控制芯片MCUl的ADC引腳，所述D5的陰極電連接所述充放電電阻R7的另一端和所述電解電容EC3的正極，所述電解電容EC3負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。
[0032]系統(tǒng)正常供電時(shí)，主控制芯片MCUI通過(guò)ADC口對(duì)EC3充電，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，ECI放電從而對(duì)主控制芯片MCUl供電，主控制芯片M⑶I通過(guò)采樣ADC口的電壓值，去切換芯片的正常工作狀態(tài)和低功耗工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)掉電時(shí)間的延長(zhǎng)。
[0033]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍包含但不限于上述【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能豆?jié){機(jī)用控制電路，包括開(kāi)關(guān)電源、主控制芯片MCU1、次控制芯片MCU2、無(wú)線通訊模塊，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源輸出三路電源，所述三路電源為第一供電電源AVIN、第二供電電源VCC和第三供電電源VDD，所述第二供電電源VCC由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)LDO模塊輸出，所述第三供電電源VDD由所述開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)DC-DC模塊輸出，所述第一供電電源AVIN給所述主控制芯片MCUl供電，所述第二供電電源VCC給所述次控制芯片MCU2供電，所述第三供電電源VDD給所述無(wú)線通訊模塊供電，所述主控制芯片MCUl與所述次控制芯片MCU2相互通訊，所述主控制芯片MCUl與所述無(wú)線通訊模塊相互通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述控制電路包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路、顯示電路，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)控制電路、按鍵電路、信號(hào)采樣電路、掉電記憶電路與所述主控制芯片MCUl連接，所述顯示電路與所述次控制芯片MCU2電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述掉電記憶電路包括二極管D1、電阻Rl和電解電容ECl，所述二極管Dl陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源，所述二極管Dl陰極電連接所述電阻Rl—端，所述電阻Rl另一端電連接所述電解電容ECl正極和所述第一供電電源AVIN，所述電解電容ECl負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述掉電記憶電路包括二極管D5、充放電電阻R7、電解電容EC3，所述二極管D5陽(yáng)極電連接所述充放電電阻R7的一端和所述主控制芯片MCUI的ADC引腳，所述D5的陰極電連接所述充放電電阻R7的另一端和所述電解電容EC3的正極，所述電解電容EC3負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述掉電記憶電路包括二極管D2、放電電阻R2、上拉電阻R3、充電電阻R4和電解電容EC2，所述充電電阻R4—端電連接所述主控制芯片MCUl的A/D轉(zhuǎn)換引腳ADC，另一端電連接所述上拉電阻R3—端和所述二極管D2的陽(yáng)極，所述上拉電阻R3電連接所述第一供電電源AVIN，所述放電電阻R2—端電連接所述二極管D2的陰極和所述電解電容EC2的正極，所述放電電阻R2的另一端電連接所述電解電容EC2的負(fù)極，所述電解電容EC2的負(fù)極電連接所述第一供電電源AVIN的負(fù)極VSS。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述主控制芯片MCUl通過(guò)I /0 口控制所述DC-DC電路的狀態(tài)，所述主控制芯片M⑶I的I /0 口電連接所述DC-DC電路的使能口 EN，通過(guò)I/O 口輸出高低電平實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的狀態(tài)控制。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)壓保護(hù)的TVS管D3，所述TVS管D3的陽(yáng)極電連接所述第三供電電源VDD的負(fù)極VSS，所述TVS管D3的陰極電連接所述第三供電電源VDD。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述DC-DC電路包括一個(gè)過(guò)流保護(hù)的熱敏電阻R6，所述熱敏電阻R6—端電連接DC-DC的輸出端，另一端電連接所述第三供電電源VDD。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述熱敏電阻R6為正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述TVS管限幅電壓值選擇為VDD。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能豆?jié){機(jī)用控制電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源與所述三路電源之間接有一個(gè)TVS管D4，所述TVS管D4的陽(yáng)極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的正極，所述TVS管D4的陰極電連接所述開(kāi)關(guān)電源輸出端的負(fù)極。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205721214SQ201620354697
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】王旭寧, 金文偉, 郭明升, 余青輝
【申請(qǐng)人】杭州九陽(yáng)小家電有限公司