本發(fā)明涉及可穿戴設(shè)備的端子連接電路領(lǐng)域，特別涉及一種可穿戴設(shè)備的端子連接電路及其方法。

背景技術(shù)：

在可穿戴產(chǎn)品中，因要考慮防水防塵等功能，以及考慮產(chǎn)品的美觀等因素，可穿戴產(chǎn)品必須考慮全密封性，有的采用內(nèi)裝密封圈形式，有些采用四周點(diǎn)用專用膠形式來(lái)滿足防水防塵的功能，這些可穿戴產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品功能測(cè)試驗(yàn)證，必須用到Uart等接口來(lái)測(cè)試此產(chǎn)品性能是否合格，基本上都采用pogo pin連接端子等連接端子與外部連接，以下簡(jiǎn)稱連接端子。且配有外接具有充電功能的充電線，或具有充電和Uart等功能的充電數(shù)據(jù)線。

目前市場(chǎng)上可穿戴產(chǎn)品中，有的是兩個(gè)連接端子，僅能實(shí)現(xiàn)充電功能；有的是3個(gè)連接端子，僅能實(shí)現(xiàn)充電和復(fù)位等功能；但絕大部份都采用的是4個(gè)連接端子，僅能實(shí)現(xiàn)充電、Uart串口等功能。目前產(chǎn)品存在以下一些問(wèn)題點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及PCB空間增加的問(wèn)題：在可穿戴產(chǎn)品狹小的空間里，在PCB板上還要增加一個(gè)連接端子頂針的空間，非常不利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于連接端子自身帶有彈針結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭臻g和彈力的增加，給產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了難度。

2）端子接觸問(wèn)題和防水問(wèn)題：因連接端子彈針越多，而導(dǎo)致與外部的數(shù)據(jù)線扣接觸上的彈力會(huì)增加不少，可能導(dǎo)致無(wú)法吸住或卡扣斷裂。內(nèi)部的連接端子彈針越多，點(diǎn)膠合殼的彈力會(huì)增加，導(dǎo)致點(diǎn)膠合殼裂開或防水等功能不太好。而且多一個(gè)器件就多一種問(wèn)題存在的可能性發(fā)生。

3）系統(tǒng)復(fù)位：以上產(chǎn)品基本上都不支持系統(tǒng)復(fù)位功能，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部因靜電等問(wèn)題導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)了，而無(wú)法復(fù)位，只能將產(chǎn)品暴力拆開再進(jìn)行維修，這樣浪費(fèi)時(shí)間，人力，物力，以及成本會(huì)增加很多。

以上這些，同樣的連接端子，實(shí)現(xiàn)的功能太少，而且會(huì)增加成本、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度、防水、端子接觸以及穩(wěn)定性的問(wèn)題，并且可能因靜電等問(wèn)題導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)的情況的發(fā)生，以目前的狀態(tài)無(wú)法滿足或無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了可穿戴設(shè)備的端子連接電路及其方法。

一種可穿戴設(shè)備的端子連接電路，包括第一外接端子、第二外接端子、第三外接端子以及開關(guān)電路；所述第一外接端子正向連接第一二極管后連接所述可穿戴設(shè)備的電源接入端，同時(shí)反向連接第二二極管后連接所述可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)接收端；所述第二外接端子連接所述可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端；所述第三外接端子連接所述可穿戴設(shè)備的接地端；所述開關(guān)電路連接在所述可穿戴設(shè)備的復(fù)位端以及串口數(shù)據(jù)發(fā)送端之間，其使能端連接所述第一外接端子。

進(jìn)一步的，所述開關(guān)電路包括一個(gè)開關(guān)管，所述開關(guān)管的輸入端連接所述復(fù)位端、輸出端連接所述串口數(shù)據(jù)發(fā)送端、使能端通過(guò)分壓電路連接所述第一外接端子。

進(jìn)一步的，所述開關(guān)管為三極管或者M(jìn)OS管。

進(jìn)一步的，所述分壓電路包括穩(wěn)壓管、第一電阻以及第二電阻，所述第一電阻一端正向連接所述穩(wěn)壓管后連接所述第一外接端子，另一端通過(guò)第二電阻接地，所述串口數(shù)據(jù)發(fā)送端還通過(guò)第三電阻接地。

進(jìn)一步的，所述第一外接端子為外部串口信號(hào)發(fā)送端；所述第二外接端子為外部串口信號(hào)接收端，所述第三外接端子為接地端。

進(jìn)一步的，當(dāng)所述第一外接端子連接外部電源、所述第二外接端子接地時(shí)觸發(fā)復(fù)位模式。

進(jìn)一步的，所述外部電源為5V電源。

另外，本發(fā)明還提供一種基于上述可穿戴設(shè)備的端子連接電路的端子連接方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

充電步驟，將所述第一外接端子連接外接單元，第二外接端子懸空，將第三外接端子接地；

數(shù)據(jù)傳輸步驟，將第一外接端子連接外部數(shù)據(jù)發(fā)送端，第二外接端子連接外部數(shù)據(jù)接收端，第三外接端子接地；以及

復(fù)位步驟，將第一外接端子連接外部電源，第二外接端子接地，第三外接端子接地。

其中，所述復(fù)位步驟中，第二外接端子與第三外接端子短接。

優(yōu)選的，還包括識(shí)別步驟，當(dāng)檢測(cè)到第一外接端子和第二外接端子在特定時(shí)間內(nèi)無(wú)電平變化時(shí)，將所述串口數(shù)據(jù)發(fā)送端和所述串口數(shù)據(jù)接收端的屬性改為輸入狀態(tài)或高阻狀態(tài)；

當(dāng)檢測(cè)到第一外接端子和第二外接端子同時(shí)為高電平時(shí)，判定為有外部串口插入，將所述串口與數(shù)據(jù)發(fā)送端和所述串口數(shù)據(jù)接收端屬性改為UART數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)

本發(fā)明的所起到的有益效果包括：

1、減少一個(gè)彈針后，對(duì)可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)空間布局上有很大的改善；同時(shí)也提高了產(chǎn)品的可靠性、密封性以及美觀性。

2、在內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)外部進(jìn)行復(fù)位，使內(nèi)部系統(tǒng)恢復(fù)，無(wú)須拆卸過(guò)程。

3、節(jié)省成本，通過(guò)三個(gè)外接端子既可以完成現(xiàn)有技術(shù)中的4個(gè)外接端子所能實(shí)現(xiàn)的功能，過(guò)程中可以節(jié)省產(chǎn)品終端內(nèi)部以及數(shù)據(jù)線扣上一共兩個(gè)頂針，并且能夠節(jié)省一個(gè)防靜電器件。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中的電路原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中的充電功能外部接線圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的數(shù)據(jù)傳輸功能外部接線圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中的復(fù)位功能外部接線圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二中的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征更易被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍作出更為清楚的界定。

實(shí)施例1：

一種可穿戴設(shè)備的端子連接電路，用于可穿戴設(shè)備，如智能手環(huán)，智能鞋等，可以有效增加連接端子的可靠性，并且通過(guò)較少的外接端子可以實(shí)現(xiàn)充電、數(shù)據(jù)傳輸以及外部控制復(fù)位的功能。如圖1所示，具體包括第一外接端子TXD、第二外接端子RXD、第三外接端子GND以及開關(guān)電路1。

其中，第一外接端子TXD正向連接第一二極管后D1連接可穿戴設(shè)備的電源接入端POW，形成供電回路，同時(shí)反向連接第二二極管D2后連接可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)接收端RX，用于傳輸外接發(fā)送過(guò)來(lái)的串口數(shù)據(jù)。

另外，第二外接端子RXD連接可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX，用于傳輸可穿戴設(shè)備內(nèi)部發(fā)送出去的串口數(shù)據(jù)。

第三外接端子GND則連接可穿戴設(shè)備的接地端，同時(shí)當(dāng)連接到外部端子的接地端，用于具提供接地。

另外，為了提供外部復(fù)位功能，還通過(guò)開關(guān)電路1來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能的觸發(fā)，開關(guān)電路1連接在可穿戴設(shè)備的復(fù)位端RST以及串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX之間，其使能端連接第一外接端子TXD。通過(guò)外接特定的接頭使第一外接端子TXD連接控制信號(hào)，從而將串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX接地，最終將復(fù)位端RST的電位拉低，使其變現(xiàn)為低電平，觸發(fā)復(fù)位功能。

本實(shí)施例中，在實(shí)現(xiàn)充電功能時(shí)，外接端子分別如下連接，第一外接端子TXD連接外接電源，第二外接端子RXD懸空，將第三外接端子GND接地。第一外接端子TXD為供電正輸入端，第三外接端子GND則為接地端。外部接口如圖2所示。

在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，第一外接端子TXD連接外部數(shù)據(jù)發(fā)送端，第二外接端子RXD連接外部數(shù)據(jù)接收端，第三外接端子GND接地。第一外接端子TXD為外部串口信號(hào)發(fā)送端；第二外接端子RXD為外部串口信號(hào)接收端，第三外接端子GND為接地端。本實(shí)施例中外部接口的是232串口，外部接口如圖3所示。

復(fù)位步驟，將第一外接端子TXD連接外部電源，第二外接端子RXD接地，第三外接端子GND接地。為了簡(jiǎn)化電路，第二外接端子RXD可以與第三外接端子GND短接。第一外接端子TXD為使能信號(hào)輸入端，第二外接端子RXD為觸發(fā)信號(hào)控制端。外部接口如圖4所示。

其中，外部電源為5V直流電源。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，如圖5所示，開關(guān)電路1包括一個(gè)開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q1的輸入端連接復(fù)位端RST、輸出端連接串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX、使能端通過(guò)分壓電路11連接第一外接端子TXD。

其中，開關(guān)管Q1可以為三極管或者M(jìn)OS管。而本實(shí)施例則采用三極管。其基極通過(guò)分壓電路連接第一外接端子TXD，作為使能端。集電極連接復(fù)位端RST，作為輸入端。而發(fā)射極則連接串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX，作為輸出端。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，復(fù)位端RST的電位被調(diào)整至于串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX的電位相同。

另外，分壓電路包括串聯(lián)的穩(wěn)壓管Z1、第一電阻R1以及第二電阻R2，第一電阻R1一端連接第一外接端子TXD，另一端通過(guò)第二電阻R2接地，同時(shí)開關(guān)管Q1的基極連接第一電阻R1與第二電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)。

通過(guò)調(diào)節(jié)第一電阻R1與第二電阻R2之間的阻值比例，同時(shí)選擇好穩(wěn)壓管Z1的參數(shù)，進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，電壓通常小于3.3V，穩(wěn)壓管Z1截止，開關(guān)管不導(dǎo)通；當(dāng)外接5V電源時(shí)，穩(wěn)壓管Z1導(dǎo)通，使開關(guān)管Q1導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能 。

另外，為了進(jìn)一步提高所插入接口類型的識(shí)別穩(wěn)定性能，串口數(shù)據(jù)發(fā)送端還通過(guò)第三電阻R3接地，第三電阻R3作為輕負(fù)載來(lái)進(jìn)行放電。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例還提供一種基于實(shí)施例1或2所述可穿戴設(shè)備的端子連接電路的端子連接方法，至少包括如下步驟：充電步驟、數(shù)據(jù)傳輸步驟以及復(fù)位步驟。

其中充電步驟方面，將第一外接端子TXD連接外接單元，第二外接端子RXD懸空，將第三外接端子GND接地。當(dāng)外接電源線接入電源時(shí)，第一外接端子TXD的正電源一路通過(guò)電源線連接到終端內(nèi)部的第一外接端子TXD頂針，再經(jīng)第一二極管D1導(dǎo)通，電流流向充電電路給電池充電。

另外，第一外接端子TXD的正電源另一路經(jīng)第二二極管D2，因第二二極管D2是反接而截止，從而保護(hù)了可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX，以免被外部高電壓損壞。在充電過(guò)程中，第一外接端子TXD的正電源也有一部份電流流經(jīng)Z1穩(wěn)壓管，再經(jīng)第一電阻R1和第二電阻R2進(jìn)行分流，因開關(guān)管Q1的發(fā)射極接到可穿戴設(shè)備MCU的串口數(shù)據(jù)接收端RX通常默認(rèn)為普通IO口高阻狀態(tài)，而且因第一電阻R1和第二電阻R2的分壓，開關(guān)管Q1基極的電位低于發(fā)射極的電位，所以開關(guān)管Q1處于截止?fàn)顟B(tài)，即也不會(huì)出現(xiàn)在充電過(guò)程中，因開關(guān)管Q1導(dǎo)通而使內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)位的現(xiàn)象。

在數(shù)據(jù)傳輸步驟方面，可以軟件下載，功能測(cè)試，數(shù)據(jù)更新等數(shù)據(jù)功能，具體將第一外接端子TXD連接外部數(shù)據(jù)發(fā)送端，第二外接端子RXD連接外部數(shù)據(jù)接收端，第三外接端子GND接地。

當(dāng)外接端子接通時(shí)，外部串口數(shù)據(jù)通過(guò)第一外接端子TXD發(fā)送數(shù)據(jù)。此時(shí)，當(dāng)外部串口的數(shù)據(jù)為低電平期間，第一二極管D1截止，第一外接端子TXD的數(shù)據(jù)不受影響，而當(dāng)外部串口的數(shù)據(jù)為高電平期間，第一二極管D1負(fù)極因接的是負(fù)載電容和充電電路，充電電路都是給電池充電，而電池電壓一般最低為3.4-4.2V之間，而串口數(shù)據(jù)的電平為3.3V以下，所以第一二極管D1不會(huì)導(dǎo)通，也完全不受第一二極管D1負(fù)極的負(fù)載所影響。

當(dāng)外接端子接收外部串口數(shù)據(jù)時(shí)，外部串口數(shù)據(jù)可通過(guò)第一外接端子TXD，經(jīng)過(guò)第二二極管D2的導(dǎo)通和截止，將數(shù)據(jù)傳送到可穿戴設(shè)備內(nèi)部MCU的串口數(shù)據(jù)接收端RX。當(dāng)外部串口的數(shù)據(jù)為低電平期間，第二二極管D2導(dǎo)通，使第二二極管D2的正極電平拉低，使MCU的串口數(shù)據(jù)接收端RX也置低；當(dāng)外部串口的數(shù)據(jù)為高電平期間，第二二極管D2截止，但因Uart串口的串口數(shù)據(jù)接收端RX內(nèi)部有上拉電阻的存在，此時(shí)因內(nèi)部有上拉，此時(shí)也同樣為高電平，也就實(shí)現(xiàn)了可穿戴設(shè)備接收外部串口數(shù)據(jù)的功能。又因充電管理電路是給電池充電，電池一般電壓為3.4-4.2V，也就是說(shuō)外部Uart串口發(fā)送的串口數(shù)據(jù)完全不會(huì)因第一二極管負(fù)極接入了電容或電路，而導(dǎo)致對(duì)串口通訊的影響。

同理，當(dāng)通過(guò)外接端子發(fā)送串口數(shù)據(jù)時(shí)，第二外接端子RXD直接連接到設(shè)備內(nèi)部MCU的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX，外部的串口數(shù)據(jù)接收器件即可接收MCU的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)。

以及在轉(zhuǎn)為Uart數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)MCU單向發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TX端的數(shù)據(jù)電平有高也有低，而RX端和TXD端同時(shí)為高電平，因Z1穩(wěn)壓管的存在，不會(huì)使Q1三極管導(dǎo)通而非正常復(fù)位！

按上述所述實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，再結(jié)合第三外接端子GND直接連接到外部串口的公共地端，即可以實(shí)現(xiàn)了Uart串口通訊的過(guò)程。

而在復(fù)位步驟方面，將第一外接端子TXD連接外部電源，第二外接端子RXD接地，第三外接端子GND接地。第二外接端子RXD可以與第三外接端子GND短接。

外部電源從第一外接端子TXD進(jìn)入，經(jīng)Z1穩(wěn)壓管，再經(jīng)電流流經(jīng)第一電阻R1和第二電阻R2進(jìn)行分流，因三極管Q1的發(fā)射極接到MCU的串口數(shù)據(jù)接收端RX，設(shè)備系統(tǒng)默認(rèn)普通IO口高阻狀態(tài)，而且因第一電阻R1和第二電阻R2的分壓，同時(shí)三極管發(fā)射極接地，使三極管Q1飽和導(dǎo)通，三極管Q1集電極電平拉低。同時(shí)復(fù)位端RST電平也被拉低，使復(fù)位功能被觸發(fā)。

由于觸發(fā)復(fù)位功能需要兩個(gè)條件，第一是第一外接端子TXD要外接電源，而且此電源要高于Z1穩(wěn)壓管的導(dǎo)通電壓，第二外接端子RXD需要接地，而充電過(guò)程中，第二外接端子RXD處于懸空狀態(tài)，因此在實(shí)現(xiàn)充電功能是不會(huì)觸發(fā)復(fù)位功能。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于，為了不影響可穿戴設(shè)備內(nèi)部的功耗，默認(rèn)狀態(tài)下，可以通過(guò)設(shè)計(jì)算法將可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX和串口數(shù)據(jù)接收端RX兩個(gè)端口設(shè)置為普通IO口功能，可穿戴設(shè)備的MCU端口為普通IO口時(shí)，是處于高阻狀態(tài)，不會(huì)增加MCU的功耗。當(dāng)用戶需要使用Uart端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，外接串口的第一外接端子TXD和第二外接端子RXD兩端會(huì)有3-3.3V左右的電壓，可穿戴設(shè)備的MCU偵測(cè)到連接第二外接端子TX有高電平時(shí)，就把串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX和串口數(shù)據(jù)接收端RX兩個(gè)端轉(zhuǎn)為Uart串口功能，可與外部數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)軟件下載，功能測(cè)試，數(shù)據(jù)更新等數(shù)據(jù)傳輸功能。

當(dāng)可穿戴設(shè)備的串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX和串口數(shù)據(jù)接收端RX為Uart串口功能時(shí)，無(wú)法識(shí)別串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX和串口數(shù)據(jù)接收端RX電平拉低的過(guò)程，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，也不斷有高低電平出現(xiàn)，而MCU也就無(wú)法識(shí)別外部設(shè)備是否拔出。所以需要在用戶數(shù)據(jù)傳輸完成后，MCU檢測(cè)到在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸后，就將此串口數(shù)據(jù)發(fā)送端TX和串口數(shù)據(jù)接收端RX設(shè)置為普通IO口功能，從新進(jìn)入檢測(cè)定時(shí)檢測(cè)狀態(tài)，待下一次有接口接入時(shí)轉(zhuǎn)換端口屬性。這樣避免因MCU一直為Uart串口功能，并持續(xù)讀取或者發(fā)送數(shù)據(jù)消耗很大的電流，導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部電池放電過(guò)快，影響產(chǎn)品的待機(jī)時(shí)間。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。