一种智能手持终端控制电路的制作方法

1.本实用新型属于手持机控制电路技术领域，尤其涉及一种智能手持终端控制电路。


背景技术：

2.智能手持终端包括工业手持终端，工业手持终端的特点就是坚固、耐用，可以用在很多环境比较恶劣的地方。在工业手持终端中常用的电池为锂电池，并且为锂电池设计对应的充放电管理电路。
3.如图1所示，为现有的某种开关型锂电池充电芯片的典型工作电路图。在实际使用中改电路在断开充电适配器时，输入端依然有电压，mos管m2不能完全关断，影响了控制电路的稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种智能手持终端控制电路，通过添加二极管并设计相应的充电电路，使得断开充电适配器时输入端悬空，提升控制电路的稳定性。
5.本实用新型采用以下技术方案：一种智能手持终端控制电路，包括充电电路，充电电路包括ltc4002芯片，ltc4002芯片的vcc引脚并联两个二极管d9；
6.两个二极管d9的正极均连接电压输入端，两个二极管的负极均通过同一场效应管连接至ltc4002芯片的vcc引脚；
7.场效应管与ltc4002芯片的vcc引脚之间分别连接电容c4和电容c5的一端，电容c4和电容c5的一端均接地。
8.进一步地，ltc4002芯片的chrg引脚分别连接场效应管、电阻r11和电阻r71；
9.电阻r11的另一端分别连接两个二极管d9的正极、电阻r20和电阻r12；电阻r12的另一端分别连接三极管q1的第3引脚和红绿led灯的第1引脚；三极管q1的第2引脚接地和电阻r75，电阻r75的另一端分别接三极管q1的第1引脚和电阻r72，电阻r72的另一端分别接电阻r73、电阻r20的另一端和三极管q2的第3引脚；电阻r73的另一端接红绿led灯的地3引脚；红绿led灯的第2引脚和第4引脚均接地；
10.三极管q2的第2引脚分别接地和电阻r74；电阻r74的另一端分别连接三极管q2的第1引脚和电阻r71的另一端。
11.进一步地，ltc4002芯片还连接有用于测量电池充电状态的电池电压和电池电流的ltc2943芯片。
12.进一步地，还包括开关电路，开关电路包括ltc2950芯片，ltc2950芯片的pb引脚连接按钮输入信号；
13.按钮输入信号还连接光耦u14的输入负极，光耦u14还连接电阻r77；
14.ltc2950芯片还连接u3芯片和u4芯片。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在充电电路中添加大功率二极管并设
计相应的充电电路，利用二极管正向导通、反向截至特性，使得断开充电适配器时输入端悬空无电压，提升控制电路的稳定性。
附图说明
16.图1为现有的某种开关型锂电池充电芯片的典型工作电路图；
17.图2为本实用新型实施例中改进后的充电电路原理图；
18.图3为本实用新型实施例中的开关电路；
19.图4为本实用新型实施例中的手持终端的结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例中控制主板的原理框图；
21.图6为本实用新型实施例中主控芯片电路原理图；
22.图7为本实用新型实施例中启动初始化电路原理图；
23.图8为按钮控制器ltc2950已有的应用电路原理图
24.图9为本实用新型实施例中外设接口电路原理图；
25.图10为本实用新型实施例中通讯接口电路原理图。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
27.本实用新型应用在远程控制手持终端上，其是一款工业级手持式嵌入式开发平台，可应用于夜视生理体验设备，也适用于zigbee或lora网络的物联网开发。
28.该手持终端的主要技术参数：处理器：arm cortex-a7；主频：800mhz；内存：512mb ddr3；存储：8gb；通讯方式：支持zigbee和lora无线；接口：usb；充电适配器：12v/1a；电池：7.4v/5000mah；显示屏：7寸rgb屏，分辨率800*600，400cd/m2，支持电容触摸；颜色：浅灰色+黑色护角；外形尺寸：220mm
×
130mm
×
60mm；重量：1kg；工作温度：-20℃～+55℃。
29.如图4所示，手持机由前壳10、后壳50、天线罩、左护角30和右护角60组成。前壳10和后壳50采用7075航空铝铣切加工，具有良好的机械性能、易于加工、耐磨性好、抗腐蚀性能、抗氧化性好的功能；铝合金壳体全部进行黄色导电氧化处理后、壳体外表面再进行烤漆处理。
30.后壳50背面中心位置为手带40和对应的安装结构，采用360
°
可旋转的转盘设计，由尼龙转盘和铝合金转盘盖组成，尼龙转盘有安装手带的双开孔设计，便于单手掌手持，安全、稳定，不易坠落。
31.天线罩使用pc材料，进行铣切加工和表面抛光制作而成，内侧有由腔体用于安装天线。天线罩采用非金属材料利于无线信号传输。左右护角使用硅胶，内嵌钢板的设计，使用专用磨具定型加工，可以防止手持机表面的磕碰，并有美化、装饰手持机外观的作用。
32.如图5、图6所示，内核主控电路封装为120脚的模块使用，便于调试、更换、维修。主控内核主控电路包括主控芯片、存储电路和内存电路。
33.主控芯片选用nxp的imx6ull系列工业级处理器mcimx6y2cvm08ab，主频800mhz自带32kb的l1指令和数据cache、128kb的l2cache，集成neon，集成双精度硬件浮点计算单元vfpv3，并具有128kb ocram、2个通用定时器(gpt)、4个周期定时器(epit)、8个pwm、1个sdm a控制器、4个ecspi、3个看门狗、3个sai、4个iic、7个串口、2个usb(高速，带phy)、2个
flexcan、2个12位adc、1个spdif接口、1个srtc、1个rtc、2个usdhc接口、1个rgblcd控制器(elcdif)、2个10/100m以太网mac控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及124个通用io口等。emmc存储选用三星板载8gb的klm8g1getf，速度快，容量高。ddr3内存选用nanya公司的板载ddr3l芯片nt5cc256m16er-ek，容量512mb。
34.在本实施例中，如图7所示，启动初始化电路包括复位电路和boot启动电路，复位电路为低电平复位，boot启动电路设置处理器的启动模式，3种启动方式分别为usb、sd、emmc。
35.具体的，本实用新型公开了一种智能手持终端控制电路，包括锂电池充放电管理电路，锂电池充放电管理电路包括充电电路和电池状态监控电路。包括充电电路，充电电路包括ltc4002芯片，ltc4002芯片的vcc引脚并联两个二极管d9；两个二极管d9的正极均连接电压输入端，两个二极管的负极均通过同一场效应管连接至ltc4002芯片的vcc引脚；场效应管与ltc4002芯片的vcc引脚之间分别连接电容c4和电容c5的一端，电容c4和电容c5的一端均接地。
36.本实用新型通过在充电电路中添加大功率二极管并设计相应的充电电路，利用二极管正向导通、反向截至特性，使得断开充电适配器时输入端悬空无电压，提升控制电路的稳定性。
37.更为具体的，考虑充电电流不小于2a的功率要求，选择pds5100h-13。并对充电芯片的chrg的输出功能扩展设计，实现ds1双色灯互斥工作，红灯亮、绿灯灭指示正在充电，红灯灭、绿灯亮指示充电完成，红灯、绿灯都灭指示断开充电适配器。
38.ltc4002芯片的chrg引脚分别连接场效应管、电阻r11和电阻r71；电阻r11的另一端分别连接两个二极管d9的正极、电阻r20和电阻r12；电阻r12的另一端分别连接三极管q1的第3引脚和红绿led灯的第1引脚；三极管q1的第2引脚接地和电阻r75，电阻r75的另一端分别接三极管q1的第1引脚和电阻r72，电阻r72的另一端分别接电阻r73、电阻r20的另一端和三极管q2的第3引脚；电阻r73的另一端接红绿led灯的地3引脚；红绿led灯的第2引脚和第4引脚均接地；三极管q2的第2引脚分别接地和电阻r74；电阻r74的另一端分别连接三极管q2的第1引脚和电阻r71的另一端。
39.电池状态监控电路使用凌特公司的ltc2943芯片，实现测量电池充电状态的电池电压和电池电流。主控芯片通过i2c总线可以读取寄存器中的数据，获取电池电荷量、电压值和电流值，实现电池电量的指示。
40.作为一种具体实现形式，如图2所示，ltc4002芯片还连接有用于测量电池充电状态的电池电压和电池电流的ltc2943芯片。
41.电源管理电路包括稳压电路和开关电路。稳压电路用于主板电源供电，总共有2个稳压芯片：u3和u4，经过u3的dc-dc芯片转换为5v电源输出，其中d1是防反接二极管，避免电池极性接反时，烧坏开发板。pw_en时u3输出的控制信号，由开关电路给出，低电平关断，高电平开启。u14为3.3v稳压芯片，给主板提供3.3v电源。
42.如图8所示，开关电路使用按钮控制器ltc2950实现电源延时开启/关断，该按钮控制器提供的应用电路如图8所示，在实际应用中发现，在将按钮输入信号pw_sw同时接入pb和主控芯片io引脚时，pb引脚呈现高漏电流，造成按钮控制器无法正常识别按钮信号。常用的解决方案为加外部上拉电阻，但由于主板断电时，处除电池外并无其它电源，考虑到节省
电池功耗，pb引脚接上拉电阻的方法并不适合。
43.因此，在本实用新型实施例中，如图3所示，开关电路包括ltc2950芯片，ltc2950芯片的pb引脚连接按钮输入信号；按钮输入信号还连接光耦u14的输入负极，光耦u14还连接电阻r77；ltc2950芯片还连接u3芯片和u4芯片。
44.按钮输入信号pw_sw接入u5的pb，同时连接光耦u14的输入负极，并接上拉电阻r76，使用u4输出的3.3v电源。光耦u14的输出端与主控芯片io引脚连接，并接上拉电阻r77，实现u5的pb和主控芯片io隔离。u5正常识别按钮信号后，开启u3和u4的电源输出，不需要使用电池上拉。
45.另外，如图9所示，外设接口包括rgb_lcd接口、tf卡接口和led指示灯。rgb lcd接口电路采用rgb888数据格式，并支持触摸屏(支持电阻屏和电容屏)。该接口仅支持rgb接口的液晶(不支持mcu接口的液晶)。图中3个sgm3157模拟开关，用于控制来自i.mx6u的lcd_data23(lcd_r7)、lcd_data15(lcd_g7)和lcd_data7(lcd_b7)和来自rgblcd屏的lcd_data23s、lcd_data15s和lcd_data7s的通断。这是因为这几个信号有用来设置i.mx6u的boot_cfg4[7]/boot_cfg2[7]/boot_cfg1[7]，同时又是rgblcd屏的id信号，因此它们存在冲突。如果不加切换，在启动的时候，i.mx6u就可能读到错误的启动配置信息，从而导致启动失败(不运行代码)。加这三个模拟开关，就是为了让i.mx6u在启动的时候可以正常读取boot_cfg4[7]/boot_cfg2[7]/boot_cfg1[7]的值，同时在启动后，用户代码又可以读取正确的rgblcd id值。互不影响。三个sgm3157的使能信号默认都是由lcd_vsync控制(刚好满足lcd时序)。图中的i2c2_scl和i2c2_sda为i2c2的两根数据线，分别连接到uart5_txd和uart5_rxd这两个io上。blt_pwm是lcd的背光控制io，连接在i.mx6u的gpio1_io8上，用于控制lcd的背光。液晶复位信号reset则是直接连接在开发板的复位按钮上，和mcu共用一个复位电路。
[0046]
tf卡接口采用4位usdhc方式驱动，非常适合需要高速存储的情况。图中：usdhc1_data0～data3/usdhc1_clk/usdhc1_cmd分别连接在i.mx6u的sd1_data0～data3/sd1_clk/sd1_cmd引脚上。usdhc1_cd_b是tf卡检测引脚，用于检测tf卡插拔过程，连接到i.mx6u的uart1_rts引脚上。
[0047]
ds2是双色指示灯，红色灯连接在i.mx6u的gpio1_io03上，用于指示手持机正常工作但电池已欠压。绿色灯连接在i.mx6u的gpio1_io04上，用于指示手持机正常工作，电池未欠压。
[0048]
如图10所示，通讯接口包括zigbee无线、lora无线和usb_otg。zigbee和lora无线均使用i.mx6u的uart3实现通讯，两者选其一，不能同时工作。zigbee和lora无线通讯是最常见的无线方式，适合多设备组网，远距离通讯，常用于物联网开发。
[0049]
usb otg接口使用了i.mx6u usb1，不接usb otg线时，是usb slave接口，可以将开发板作为usb从机，比如通过usb进行系统烧写等。接usb otg线时，是usb host接口，可以将开发板作为usb主机，这样就可以外接usb键盘/鼠标、u盘等设备。
[0050]
调试接口包括rs232串口和enet网口，便于嵌入式系统开发时调试和加载。rs232串口使用电平转换芯片adm3232earn(也可以用sp3232)，接i.mx6u的uart1来实现的。enet网口使用i.mx6u内部自带的网络mac控制器和phy芯片来实现网络通信功能。phy芯片型号为lan8720a，用rmii接口与i.mx6u通信，占用io较少，且支持auto mdix(即可自动识别交
叉/直连网线)功能。enet2共用enet_mdio和enet_mdc这两根线，这两根线连接到了i.mx6u的gpio1_io06和gpio1_io07这两个io上。enet2有一个复位引脚为enet2_reset，这个io连接到了i.mx6u的snvs_tamper8引脚上。