低功耗计步LED时钟电子表的制作方法

低功耗计步led时钟电子表
【技术领域】
1.本实用新型涉及电子手表，特别涉及一种低功耗计步led时钟电子表。


背景技术：

2.传统的电子手表，通常只能显示时间，其功能单一，无法显示运动数据。随着科技的进步，智能穿戴手表越来越流行。现有的智能穿戴手表不仅能显示时间，而且还能显示运动健康等数据。智能穿戴手表通常是触摸屏搭配可充电电池。由于智能穿戴手表功能丰富，尤其是触摸屏幕工作时耗电量大，因此，现有的智能穿戴手表通常只能连续工作3-10天左右，因此，日常使用时，需要用户较频繁的充电。对于电子产品而言，频繁的充电会大大降低用户体验，因此，若能大大提高电子表的续航时间，将更加满足用户日常使用需求。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可降低功耗、提高续航时间的低功耗计步led时钟电子表。
4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种低功耗计步led时钟电子表，其特征在于，其包括主控单元、时钟晶体单元、加速度传感器单元、led显示单元和电源供电单元，所述时钟晶体单元用于产生时钟振荡信号给所述主控单元；所述加速度传感器单元用于获取用户走步时的加速度数据；所述led显示单元用于显示走步数据及时间信息；所述电源供电单元用于为所述主控单元、加速度传感器单元供电；所述主控单元分别与所述时钟晶体单元、加速度传感器单元、led显示连接，其可根据所述时钟晶体单元传输的时钟振荡信号及加速度传感器单元传输的加速度数据而控制所述led显示单元显示出当前时间信息及走步数据。
5.进一步地，其还包括触摸按键单元，其与所述主控单元连接，用于获取用户的触摸操作信息；当所述触摸按键单元获取到用户的触摸操作时，所述主控单元控制所述led显示单元进行显示；当所述触摸按键单元未获取到用户的触摸操作时，所述主控单元控制所述led显示单元关闭显示。
6.进一步地，所述led显示单元为led数码管屏。
7.进一步地，所述led显示单元包括若干个led数码管，各led数码管分别设有多个用于显示笔画的段选引脚和一个用于控制led数码管选通的位选控制引脚，各led数码管的段选引脚一一并联并分别与主控单元的引脚连接，各led数码管的位选控制引脚分别独立地与所述主控单元的引脚连接。
8.进一步地，所述led显示单元包括led数码管led1、led2、led3、 led4、led5、led6、led7、led8、led9、led10；led数码管led1、led3、 led5、led7、led9的段选引脚a、b、c、d、e、f、g并联在一起，并分别与所述主控单元的7个引脚连接在一起；led数码管led2、led4、led6、 led8、led10的段选引脚h、i、j、k、l、m、n并联在一起，并分别与所述主控单元的另7个引脚连接在一起；led数码管led1、led2、led3、led4、 led5、led6、led7、led8、led9、led10的位选控
制引脚com1、com2、com3、 com4、com5 com6、com7、com8、com9、com10分别与所述主控单元的另10 个引脚连接在一起。
9.进一步地，所述时钟晶体单元包括石英晶体y1、电容c1、电容c2，所述石英晶体y1的两端分别连接于所述电容c1、c2的第一端之间，所述电容c1、c2的第二端分别接地；所述电容c1、c2的第一端分别与所述主控单元连接。
10.进一步地，所述加速度传感器单元选用ms3026型号传感器芯片 u3。
11.进一步地，所述触摸按键单元设有可供用户触摸的触摸部位，所述触摸部位设于电子表的非显示区域。
12.进一步地，所述触摸按键单元选用asc8233d型号的单通道触摸检测芯片u2，其通过qc/qd端口与所述主控单元通信，其通过tp感应位置获取用户手指的触摸信号。
13.进一步地，所述电源供电单元包括可拆卸的纽扣电池bat和电容 c5、c6，电容c5、c6的一端分别接地，另一端分别与纽扣电池bat的正极端连接；所述纽扣电池bat分别与所述主控单元、加速度传感器单元、触摸按键单元连接。
14.本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型的低功耗计步led时钟电子表选用led数码管充当显示单元，并设置加速度传感器单元用于获取运动走步时的加速度，从而可实时显示走步步数，并大大降低功耗。本实用新型选用纽扣电池供电，正常工作时，其续航时间长达一年之久，不需用户频繁充电，因而可提高使用体验感。本实用新型的低功耗计步led时钟电子表功能精简，其能显示时间、计步等基础信息以满足用户的基本需求，并且可大大提高续航能力，其具有功耗低、成本低、功能简单但实用的特点，其具有很强的实用性，宜大力推广。
【附图说明】
15.图1是原理框图
16.图2是主控单元的示意图。
17.图3是时钟晶体单元的示意图
18.图4是加速度传感器单元的示意图。
19.图5是电源供电单元的示意图。
20.图6是触摸按键单元的示意图
21.图7是led显示单元的示意图。
22.附图标识：主控单元10、时钟晶体单元20、加速度传感器单元 30、led显示单元40、电源供电单元50、触摸按键单元60。
【具体实施方式】
23.下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。
24.如图1所示，本实用新型的低功耗计步led时钟电子表包括主控单元 10、时钟晶体单元20、加速度传感器单元30、led显示单元40、电源供电单元50。进一步的，其还可包括触摸按键单元60。所述时钟晶体单元20、加速度传感器单元30、led显示单元40、电源供电单元50、触摸按键单元 60分别与所述主控单元10连接。
25.led显示单元40：
26.如图1所示，所述led显示单元40用于显示走步数据及时间信息。在一些实施例中，所述led显示单元40还可用于显示日期、星期等信息。为降低功耗，所述led显示单元40选用led数码管屏，其包括若干个led数码管，其可用于显示多位数字。在一些实施例中,所述led显示单元40包括若干个用于显示数字的led数码管及用于显示文字、符号的led点阵。在一些实施例中，所述led显示单元40可仅包括若干个用于显示数字的led 数码管。所述led数码管可选用七段数码管或八段数码管。
27.本实施例中，如图7所示，所述led显示单元40包括10个led数码管：led1、led2、led3、led4、led5、led6、led7、led8、led9、led10。各led数码管分别设有7个显示笔画的段选引脚和1个用于控制led数码管选通的位选控制引脚。
28.其中，led1、led3、led5、led7、led9数码管的段选引脚a、b、c、d、 e、f、g并联在一起，其分别与所述主控单元10的pc1、pc0、pb7、pb6、 pb5、pb4、pb3引脚连接在一起。led1、led3、led5、led7、led9数码管的位选控制引脚com1、com3、com5、com7、com9分别由所述主控单元10 独立的i/o控制，其中：led1的位选控制引脚com1与主控单元10的pd3 引脚连接；led3的位选控制引脚com3与主控单元10的pd1引脚连接，led5 的位选控制引脚com5与主控单元10的pc7引脚连接，led7的位选控制引脚com7与主控单元10的pc5引脚连接,led9的位选控制引脚com9与主控单元10的pc3引脚连接。
29.led2、led4、led6、led8、led10数码管的段选引脚h、i、j、k、l、 m、n并联在一起，其分别与所述主控单元10的pb2、pb1、pb0、pa7、pa6、 pa5、pa4引脚连接在一起。led2、led4、led6、led8、led10数码管的位选控制引脚com2、com4、com6、com8、com10分别由所述主控单元10独立的i/o控制，其中：led2的位选控制引脚com2与主控单元10的pd2引脚连接；led4的位选控制引脚com4与主控单元10的pd0引脚连接，led6的位选控制引脚com6与主控单元10的pc6引脚连接，led8的位选控制引脚 com8与主控单元10的pc4引脚连接,led10的位选控制引脚com10与主控单元10的pc2引脚连接。
30.当需要显示时间、步数等信息时，所述主控单元10对各led数码管的位选控制引脚com1、com2、com3、com4、com5 com6、com7、com8、com9、 com10进行控制，被选通的led数码管将会点亮，未被选通的led数码管不会点亮；所述主控单元10通过对各led数码管的段选引脚进行控制，便可控制被选通的led数码管显示出相应的数字。所述主控单元10通过分时交替的方式对各led数码管进行控制，其可实现各led数码管的轮流显示；由于人的视觉停留现象和发光二极管的余晖效应，各led数码管轮流显示时，只要扫描速度够快，给人印象仍将是一组稳定的显示数据，从而可在节约大量i/0端口的同时获得无闪烁感的显示效果，从而可大大降低功耗。
31.时钟晶体单元20：
32.如图1所示，所述时钟晶体单元20用于产生时钟振荡信号给所述主控单元10，从而得到时间信息。当主控单元10根据所述时钟晶体单元20产生的时钟振荡信号而计算出时间信息后，其便可控制所述led显示单元40 显示出相应的时间信息。
33.本实施例中，如图3所示，所述时钟晶体单元20包括石英晶体y1、电容c1、电容c2，所述石英晶体y1的两端分别连接于所述电容c1、 c2的第一端之间，所述电容c1、c2的第二端分别接地；所述电容c1、 c2的第一端分别与所述主控单元10的xin引脚、xout引脚连接。
34.加速度传感器单元30：
35.如图1所示，所述加速度传感器单元30用于获取用户走步时的加速度数据。当加速度传感器获取到加速度数据后，其传输给所述主控单元10，所述主控单元10便可根据加速度数据而计算出用户的走步数，从而可控制led显示单元40显示出相应的走步数据。
36.本实施例中，如图4所示，所述加速度传感器单元30选用ms3026 型号的传感器芯片u3，其vdd、vddio端口与所述电源供电单元50的 vdd端口连接，其用于获取电源工作。所述加速度传感器单元30的sdi、 scl、int端口与所述单片机主控单元10的pa3、pa2、pa1端口连接而进行通信，从而把运动走步时的加速度数据传输给所述单片机主控单元10(20)。所述加速度传感器单元30的sd0、nc、csb、int2端口悬空，gnd端口接地。
37.触摸按键单元60：
38.如图1所示，所述触摸按键单元60用于获取用户的触摸操作信息，从而控制led显示单元40切换显示内容。所述触摸按键单元60提供一可供用户触摸的触摸部位。所述触摸部位设于电子表的显示区域以外的部位上，如电子表的侧壁上。
39.本实施例中，如图6所示，所述触摸按键单元60包括asc8233d 型号的单通道触摸检测芯片u2、电容c3、c4。触摸检测芯片u2的qc/qd 端口与所述主控单元10的pa0端口连接；触摸检测芯片u2通过tp感应位置获取手指的触摸信号；触摸检测芯片u2的gnd、tog端口接地， vdd端口与电源供电单元50连接，用于获取电源工作；触摸检测芯片 u2的ahlb端口与vdd端口串接；电容c3的一端与tp感应位置连接，一端接地；电容c4的一端接地，一端与ahlb端口连接。所述tp感应位置便是触摸按键单元60的触摸部位，其设于电子表的侧壁，其获取到手指的触摸信号后，触摸检测芯片u2对信号进行处理，其后通过 qc/qd端口发送给所述主控单元10。
40.电源供电单元50：
41.如图1所示，所述电源供电单元50用于为电子表提供工作电压，其分别与所述主控单元10、加速度传感器单元30、触摸按键单元60 连接。本实用新型的电子表功耗很低，为方便用户使用，所述电源供电单元50选用纽扣电池进行供电，其可维持电子表正常工作一年左右，并可减少电池占用空间。所述纽扣电池为可更换式结构，当纽扣电池电量耗尽时，可更换纽扣电池而继续使用。
42.本实施例中，如图5所示，所述电源供电单元50包括3v的纽扣电池bat、电容c5及电容c6。电容c5、c6的一端分别接地，另一端分别与纽扣电池bat的正极端连接。所述电源供电单元50通过vdd、 gnd与所述单片机主控单元10的vdd、vss端口连接而给所述单片机主控单元10供电；所述电源供电单元50通过vdd、gnd与所述加速度传感器单元30的vdd、gnd连接而给所述加速度传感器单元30供电；所述电源供电单元50通过vdd、gnd与所述触摸按键单元60的vdd、 gnd连接而给所述触摸按键单元60供电。
43.主控单元10：
44.所述主控单元10的功能包括但不限于：
45.根据时钟晶体单元20产生的时钟振荡信号而计算出当前时间；
46.根据加速度传感器单元30检测的加速度数据而计算出用户的当前走步数据；
47.根据触摸按键单元60的触摸信号而控制led显示单元40进行内容显示、切换内容显示等；
48.控制led显示单元40显示出当前时间和/或走步数据等；
49.所述主控单元10可选用单片机实现，本实施例中，其选用m8l401 型号的主控芯片u1。
50.为最大限度实现低功耗，延长续航时间，所述主控单元10可通过以下方式进行控制：当所述主控单元10获取到所述触摸按键单元60 的手指触摸信号时，所述主控单元10把当前走步数据及时间信息通过显示单元显示一定时间，如5秒，预定时间过后，如5秒后所述主控单元10便控制所述led显示单元40关闭；在触摸按键单元60未有手指触摸信号时，所述led显示单元40保持关闭状态，这样，通过采用即用即开、用完即关的处理技术，便可保证系统在最低功耗下运行，达到低功耗目标。
51.本实施例中，如图2所示，主控芯片u1通过xin、xout端口与所述时钟晶体单元20连接而获取时钟振荡信号。主控芯片u1通过pd3、 pd2、pd1、pd0、pc7、pc6、pc5、pc4、pc3、pc2分别与led显示单元40的各数码管的位选控制引脚com1、com2、com3、com4、com5 com6、 com7、com8、com9、com10连接，用于控制数码管led1、led2、led3、led4、 led5、led6、led7、led8、led9、led10的点亮。主控芯片u1通过pc1、 pc0、pb7、pb6、pb5、pb4、pb3分别与数码管led1、led3、led5、led7、 led9的段选引脚a、b、c、d、e、f、g连接，用于控制数码管led1、led3、 led5、led7、led9的显示数字；主控芯片u1通过pb2、pb1、pb0、pa7、 pa6、pa5、pa4分别与数码管led2、led4、led6、led8、led10的段选引脚h、i、j、k、l、m、n连接，用于控制数码管led2、led4、led6、led8、 led10的显示数字。主控芯片u1通过pa3、pa2、pa1端口与所述加速度传感器单元30连接，用于获取加速度数据。主控芯片u1通过pa0端口与触摸按键单元60连接，用于获取用户的触摸操作信号。
52.结构：
53.电子表包括显示部、外框和表带。其中，显示部由led显示单元 40构成，即各数码管提供电子表的显示部。所述外框包覆于所述显示部的外围，用于塑造显示部的外形轮廓，使产品外形更美观，同时为显示部提供固定、保护作用。所述表带设有两段，其一端分别与外框连接，其另一端则可彼此连接并可彼此分离，从而利于穿戴。
54.所述外框、表带的形状，可根据需要而设置。
55.所述触摸按键单元60的触摸部，设于外框的侧壁上，从而方便用户触摸进行显示内容的切换。
56.由此，便形成了本实用新型的低功耗计步led时钟电子表，其不仅可显示当前时间，而且可计步，显示用户的走步数据。本实用新型的低功耗计步led时钟电子表，其显示时间、走步数据的led显示单元40为led数码管屏，其在需要进行显示时被分时交替选通，这样不仅可节约i/o端口，而且可大大降低功耗。相比于现有的智能穿戴手表，本实用新型通过采用led数码管屏来显示数据，可大大降低功耗，提高产品续航时间。本实用新型的低功耗计步led时钟电子表可使用纽扣电池作为电源，其正常使用可续航一年，其不需像常规的智能手表一样频繁充电，从而大大提高用户便利性。本实用新型的低功耗计步led时钟电子表具有低功耗、成本低、功能简单但实用的特点，其具有很强的实用性，宜大力推广。
57.尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。