新型多功能充電寶的設(shè)計(jì)

【摘 要】隨著信息科技的發(fā)展，越來越多的人們因?yàn)楣ぷ鳌⒙糜蔚瘸鲂袝r往往需要攜帶各種電子設(shè)備，但是怎樣保持設(shè)備正常使用，還能儲存數(shù)據(jù)并且方便的攜帶呢。為了解決這個問題，本文設(shè)計(jì)了由充電電池、u盤PC板、藍(lán)牙模塊、主控芯片、USB和LED等構(gòu)成多功能的充電寶。該充電寶可以隨時隨地的為電子設(shè)備充電，并且自帶儲存功能通過藍(lán)牙或者數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)，能夠很好地滿足消費(fèi)者對產(chǎn)品多功能和方便攜帶的需求。

【關(guān)鍵詞】多功能充電寶 U盤pc板 藍(lán)牙模塊 充電電池 主控芯片 USB

隨著社會信息化的普及，越來越多的電子產(chǎn)品受到人們的青睞如大屏智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等，已成為人們生活工作不可分割的一部分。而怎樣能保持各種電子設(shè)備的有電正常使用，成為了消費(fèi)者們新的問題。而本文介紹的多功能充電寶就是根據(jù)消費(fèi)者所擔(dān)心的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)的一款即能為各種電子產(chǎn)品進(jìn)行充電，又能使數(shù)據(jù)進(jìn)行無線藍(lán)牙傳輸和保存的集多功能于一身的商務(wù)學(xué)習(xí)伴侶，即攜帶方便又安全可靠適用于實(shí)際生活。

一、多功能充電寶的工作原理

在本次設(shè)計(jì)中利用多功能充電寶的充電電池能夠方便為電子設(shè)備供電和儲存數(shù)據(jù)而方便服務(wù)消費(fèi)者的目的。整個裝置由充電電池、藍(lán)牙模塊、U盤pc板、開關(guān)按鍵、LED裝置構(gòu)成。該系統(tǒng)是利用充電電池能夠充電并儲存電能的原理，在使用前通過數(shù)據(jù)線對電池進(jìn)行充電，當(dāng)商務(wù)外出或者旅游時需要給電子設(shè)備充電時就可以把相應(yīng)的電子設(shè)備連接到充電寶上，隨時隨地方便可靠的為各種電子設(shè)備充電。該系統(tǒng)還具有優(yōu)盤功能，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)藍(lán)牙無線傳輸和有線傳輸并且儲存。通過更改U盤的驅(qū)動程序添加藍(lán)牙模塊的驅(qū)動程序，使其兼容USB和藍(lán)牙。當(dāng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸時可以按照一般的傳輸形式即數(shù)據(jù)線連接相關(guān)設(shè)備到多功能充電寶上進(jìn)行傳輸，還可以在進(jìn)行小數(shù)據(jù)傳輸或者沒有數(shù)據(jù)線時運(yùn)用藍(lán)牙無線傳輸。本系統(tǒng)中藍(lán)牙優(yōu)盤驅(qū)動模塊是低成本、低功耗、高效率方便靈活，可以通過本設(shè)備自身的充電電池進(jìn)行充電。

二、系統(tǒng)各部分組成及工作原理

（一） U盤pc板

U盤的儲存原理是把二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為復(fù)合二進(jìn)制數(shù)字信號（加入分配、核對、堆棧等指令）讀寫到USB芯片適配接口，通過芯片處理信號分配給EPROM2儲存芯片的相應(yīng)地址儲存二進(jìn)制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲存。EPROM2數(shù)據(jù)儲存器，其控制原理是電壓控制柵晶體管的電壓高低電位，柵晶體管的結(jié)電容可長時間保存電壓值。它主要由USB插頭、主控芯片、穩(wěn)壓IC（LDO）、晶振（時鐘電路）、閃存（FLASH）、PCB板、帖片電阻、電容、發(fā)光二極管（LED）等構(gòu)成。從組成結(jié)構(gòu)上看主控是和flash儲存芯片溝通的橋梁，并且他們都需要晶振，主控在一定頻率下工作，主控工作需要時鐘電路。

（二）藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙，是一種支持設(shè)備短距離通信的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段，其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。Bluetooth技術(shù)在2.4GHz波段運(yùn)行，該波段是一種無需申請?jiān)S可證的工業(yè)、科技、醫(yī)學(xué)無線電波。所以本設(shè)備除了設(shè)備費(fèi)用外，不需要為使用藍(lán)牙技術(shù)的而付出額外費(fèi)用，一般采用最新版本藍(lán)牙4.0。

U盤和藍(lán)牙技術(shù)都已經(jīng)比較成熟，而電源即用自身的充電電池提供，兩者結(jié)合的藍(lán)牙優(yōu)盤是完美的，藍(lán)牙速率最高可達(dá)1Mbps。利用手機(jī)、電腦、相機(jī)等藍(lán)牙功能和本設(shè)備藍(lán)牙相配合可以對優(yōu)盤內(nèi)容進(jìn)行管理。如圖 U盤主控芯片和藍(lán)牙模塊的連接。

（三）充電電池

本設(shè)備所用充電電池是人們常說的充電寶。“充電寶”（Charger Baby）是指可以直接給移動設(shè)備充電且自身具有儲電單元的裝置。目前市場主要品類基本都配置標(biāo)準(zhǔn)的USB輸出，基本能滿足市場常見的移動設(shè)備。充電寶自身的充電插頭直接通過交流電源可以對移動設(shè)備充電，相比備用電源而言可以簡化一個充電插頭的裝置，而相比于充電器它又自身具有存電裝置，可以在沒有直電源或外出時給電子產(chǎn)品提供備用電源。出于效率、安全、可靠和科技進(jìn)步的考慮，本設(shè)備的充電裝置使用性能高的脈沖充電。脈沖充電寶：采用CMOS電子開關(guān)，通過控制開關(guān)的時間和頻率進(jìn)行降壓、恒流充電。中間控制過程需要通過CPU端口檢測所要控制處的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算反饋調(diào)節(jié)PWM的寬度或頻率完成充電過程。所有手機(jī)充電器其實(shí)都是由一個穩(wěn)定電源加上必要的恒流、限壓、限時、過沖等控制電路組成。原裝充電器（指線充）上所標(biāo)注的輸出參數(shù)：比如輸出4。4V/1A、輸出5.9V/400mA就是指內(nèi)部穩(wěn)壓電源的相關(guān)參數(shù)。

（四）USB

通用串行總線（英語：Universal Serial Bus，縮寫USB）是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一個串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛應(yīng)用于個人電腦和移動設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴(kuò)展至攝影器材、數(shù)字電視（機(jī)頂盒）、游戲機(jī)等其它相關(guān)領(lǐng)域。USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游（Downstream）設(shè)備提供電源。USB總線接口處理電氣層與協(xié)議層的互連，USB系統(tǒng)用主控制器管理主機(jī)與USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。

三、結(jié)束語

多功能充電寶的設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙、優(yōu)盤和充電寶技術(shù)，進(jìn)行巧妙結(jié)合，使各部分器件得以充分發(fā)揮作用。各器件經(jīng)過電路的合理設(shè)計(jì)后進(jìn)行有效的組合，使設(shè)備可安全可靠使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《USB應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全》 薛圓圓 主編 華清遠(yuǎn)見出版

[2]《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與應(yīng)用》 路瑩 彭健鈞 主編 清華大學(xué)出版社

[3]《Bluetooth藍(lán)牙技術(shù)》 嚴(yán)紫建 劉元安主編 北京郵電大學(xué)出版社