本实用新型属于可穿戴设备技术领域，具体地说，是涉及一种应用在可穿戴设备中的端子复用电路。
背景技术：
可穿戴设备是一种可以直接穿在身上或是整合到用户的衣服或配件中的便携式电子产品。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更可以通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备已经给人们的生活、感知带来了巨大转变。
目前的可穿戴设备多以智能手表、智能手环为主，具有时间指示、提醒、导航、人体机能监测、数据交互、通话等功能中的一种或多种。现在的人们对于身体健康越来越关注，且很多都是采用运动的方式来合理地调整身体的各项机能，使身体达到健康状态。针对人们的这种需求，智能手表、智能手环等具有人体机能监测功能的可穿戴设备的作用就突显出来，借助于该类可穿戴设备，能够更好地帮助人们监测自己的运动状态。
随着人们运动形式的日趋多样化，走路、跑步、游泳等体育运动项目受到越来越多人群的青睐，因此，在可穿戴设备上实现入水检测功能就显得尤为必要，通过入水检测，可以实现游泳姿态运动算法的切换，保证可穿戴设备数据记录及处理的准确性，以便于用户提供良好的使用体验。
目前的智能手表、智能手环等可穿戴设备，为实现入水检测功能，需要在可穿戴设备上增设专门的入水检测端子，导致可穿戴设备上需要布设的端子数目增多，不仅增加了设备结构设计的复杂度，易破坏产品整体的美观性，而且也与可穿戴设备的小型化和轻便化的设计要求完全不符。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种端子复用电路，可以实现充电和入水检测共用一对端子，以减少端子数量，降低结构设计的复杂度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
本实用新型在一个方面，提出了一种用于充电和入水检测的端子复用电路，包括充电接口、开关电路、分压电阻和检测电路；所述充电接口具有正极端子和负极端子，且所述负极端子接地；所述开关电路连接在所述正极端子与系统电源之间，用于控制系统电源与正极端子之间的连接通路导通或者断开；所述分压电阻串联在所述连接通路中；所述检测电路采集所述正极端子上的电压，若所述正极端子上的电压为充电电压，则控制所述开关电路切断所述系统电源与正极端子之间的连接通路；若所述正极端子上无充电电压接入，则控制所述开关电路连通所述系统电源与正极端子之间的连接通路，并采集所述分压电阻与所述正极端子之间的节点电压，若所述节点电压为系统电源的分压，则判定入水。
优选的，所述开关电路包括一开关元件，所述开关元件的开关通路的一端连接所述正极端子，另一端通过所述分压电阻连接所述系统电源，所述检测电路连接所述分压电阻与所述开关元件的所述另一端的中间节点，采集所述节点电压；所述开关元件的控制端接收所述检测电路输出的控制信号。
为了提高所述节点电压采集的稳定性，优选将所述中间节点通过滤波电容接地。
作为所述检测电路的一种优选电路设计，在所述检测电路中设置有模数转换器和控制器；所述模数转换器采集所述节点电压，并转换成数字信号；所述控制器连接所述模数转换器，接收所述数字信号，根据所述数字信号判断是否入水。
进一步的，在所述检测电路中还设置有分压网络，连通所述正极端子，对通过正极端子接入的充电电压进行分压，并将所述分压传送至所述控制器，所述控制器根据所述分压判断所述正极端子上的电压是否为充电电压。
优选的，在所述端子复用电路中还设置有过压保护电路，连接在所述正极端子与所述分压网络之间，以对所述端子复用电路进行过压保护。
本实用新型在另一个方面，还提出了一种可穿戴设备，包括充电接口、开关电路、分压电阻和检测电路；所述充电接口具有正极端子和负极端子，且所述负极端子接地；所述开关电路连接在所述正极端子与系统电源之间，用于控制系统电源与正极端子之间的连接通路导通或者断开；所述分压电阻串联在所述连接通路中；所述检测电路采集所述正极端子上的电压，若所述正极端子上的电压为充电电压，则控制所述开关电路切断所述系统电源与正极端子之间的连接通路；若所述正极端子上无充电电压接入，则控制所述开关电路连通所述系统电源与正极端子之间的连接通路，并采集所述分压电阻与所述正极端子之间的节点电压，若所述节点电压为系统电源的分压，则判定入水。
进一步的，在所述可穿戴设备中还设置有电池和充电管理电路；所述电池用于储存电能，并产生所述系统电源；所述充电管理电路连接所述检测电路，所述检测电路在所述正极端子上的电压为充电电压时，控制所述充电管理电路使能运行，接收所述充电电压并为所述电池充电。
为了减少检测电路的引脚使用数量，优选配置所述检测电路通过其一路控制信号输出引脚分别连接所述开关电路和充电管理电路，利用一路控制信号对所述开关电路进行通断控制，并对所述充电管理电路进行使能控制。
优选的，所述可穿戴设备可以是智能手表或者智能手环，所述充电接口布设在智能手表或智能手环的侧面，且开口外露，以便于智能手表或智能手环入水时，充电接口中的正极端子和负极端子能够与水良好接通，以提高入水检测的准确性。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：采用本实用新型的端子复用技术可以将可穿戴设备上原有充电接口中的正负极端子兼用作入水检测端子，实现充电和入水检测两种功能，不仅减少了端子的使用数量，降低了硬件成本，降低了可穿戴设备的结构设计难度，而且可以减小所需器件的摆放空间，有利于缩小可穿戴设备的整体尺寸，符合可穿戴设备的小型化和轻便化的设计要求。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的用于充电和入水检测的端子复用电路的一种实施例的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。
本实施例的端子复用电路对充电接口中的正极端子和负极端子进行复用，在保留原有充电功能的同时，兼用作入水检测端子，实现设备的入水检测功能。如图1所示，P+、P-分别为充电接口J1的正极端子和负极端子，兼用于入水检测端子。将所述负极端子P-接地GND，具体可连接设备的系统地，正极端子P+通过分压电阻R1连接系统电源VDD。在所述正极端子P+与系统电源VDD的连接通路中增设开关电路K1，用于控制所述系统电源VDD与所述正极端子P+连通或者断开。本实施例优选将所述开关电路K1连接在所述分压电阻R1与正极端子P+之间，并利用检测电路输出的控制信号对所述开关电路K1进行通断控制。所述检测电路采集所述正极端子P+上的电压，若所述正极端子P+上的电压为充电电压VCHG，通常为5V、9V或12V，则判定当前为充电过程。此时，检测电路输出控制信号，控制开关电路K1切断所述系统电源VDD与正极端子P+之间的连接通路，避免充电电流由正极端子P+流向系统电源VDD。利用检测电路采集分压电阻R1与正极端子P+之间的节点电压VA，由于开关电路K1关断，因此，此时的节点电压VA应等于系统电源VDD的电压。
当所述检测电路检测到充电接口J1中的正极端子P+上的电压与设备所需接入的充电电压VCHG的幅值不符时，则认为无充电电压VCHG接入。此时，检测电路输出控制信号，控制所述开关电路K1连通系统电源VDD与正极端子P+之间的连接通路，并实时采集分压电阻R1与所述正极端子P+之间的节点电压VA。若设备未入水，则正极端子P+与负极端子P-之间隔离，节点电压VA等于所述系统电源VDD的电压。若设备入水，则正极端子P+与负极端子P-之间会在入水后形成一个电阻（以下称为入水电阻R），从而使得节点电压VA等于分压电阻R1与入水电阻R对系统电源VDD的分压，所述分压会远小于系统电源VDD的电压，由此通过判断所述节点电压VA的大小，即可准确地判断出设备是否入水。
作为所述检测电路的一种优选电路设计，本实施例在所述检测电路中设置有分压网络、控制器MCU和模数转换器ADC，如图1所示。其中，所述分压网络可以与所述正极端子P+连通，对通过正极端子P+接入的充电电压VCHG进行分压处理后，传输至所述控制器MCU，以实现充电检测。具体来讲，所述分压网络可以由两个分压电阻R2、R3串联而成，将两个分压电阻R2、R3的串联支路连接在系统电源VDD与地GND之间，分压节点连接所述控制器MCU。所述控制器MCU根据分压节点处的分压VB，并结合两个分压电阻R2、R3的阻值，即可计算出正极端子P+上的电压值。若所述电压值等于设备所需接入的充电电压VCHG，则判定为充电过程；否则，控制开关电路K1接通系统电源VDD与正极端子P+之间的连接通路，执行入水检测过程。
在控制器MCU检测到充电接口J1的正极端子P+上接入的是充电电压VCHG时，可以输出控制信号至设备中的电源管理电路，控制电源管理电路使能运行，接收充电电压VCHG，并对设备中的电池充电蓄能，执行充电过程。
在本实施例中，所述开关电路K1可以采用一个开关元件（例如三极管、MOS管、可控硅等）配合简单的外围电路连接而成。将所述开关元件的开关通路的一端e连接至所述正极端子P+，另一端c通过所述分压电阻R1连接至所述系统电源VDD，将开关元件的控制端b连通控制器MCU的其中一路控制信号输出引脚GPIO1，利用控制器MCU输出的控制信号控制所述开关元件通断。
为了节约控制器MCU的接口资源，优选利用所述控制器MCU的GPIO1引脚输出的控制信号在对所述开关元件K1进行通断控制的同时，一并对所述充电管理电路进行使能控制。例如，当所述控制器MCU检测到充电接口J1的正极端子P+上接入的是充电电压VCHG时，可以通过其GPIO1引脚输出低电平的控制信号，一方面控制开关元件K1关断，另一方面控制充电管理电路使能运行（所述充电管理电路的使能端低电平有效），进入充电过程。反之，当所述控制器MCU检测到正极端子P+上接入的不是充电电压VCHG时，可以通过其GPIO1引脚输出高电平的控制信号，一方面控制开关元件K1导通，另一方面控制充电管理电路停止运行，执行入水检测过程。
将模数转换电路ADC的输入端连接至分压电阻R1与开关电路K1的中间节点处，采集所述节点电压VA，并将所述节点电压VA由模拟信号转换成数字信号后，发送至所述控制器MCU，控制器MCU根据接收到的数字信号的大小，即可判断出充电接口J1的正极端子P+和负极端子P-之间是否隔离，继而完成入水检测功能。
为了使模数转换电路ADC采集到的节点电压VA稳定，提高入水检测的准确性，本实施例优选将所述分压电阻R1与开关电路K1的中间节点通过滤波电容C1接地GND，以滤除节点电压VA中的干扰信号。
作为本实施例的一种优选设计方案，本实施例在所述正极端子P+与分压网络之间还可以进一步连接过压保护电路OVP，如图1所示。当所述过压保护电路OVP检测到正极端子P+上的电压超过预设的安全阈值时，切断正极端子P+与分压网络之间的连接线路，以及正极端子P+与充电管理电路之间的连接线路，以避免本实施例的端子复用电路以及设备中的充电电路因遭受过压冲击而损坏，提高设备运行的安全性。
将本实施例的端子复用电路应用在智能手表、智能手环等可穿戴设备中，出于便于充电以及入水检测准确性等方面的考虑，优选将所述充电接口J1布设在智能手表或智能手环的侧面，且充电接口J1的开口处应外露（无接口塞封堵），以保证智能手表和智能手环入水后，正极端子P+和负极端子P-能够通过水良好接通，实现入水检测功能。
当智能手表或智能手环通过本实施例的端子复用电路检测到设备入水后，控制器MCU可以根据检测结果生成入水信号，触发设备中相应的感应器件检测佩戴者的运动姿态，实现不同运动场景模式下状态的切换，提升用户的使用体验。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。