一种基于便携式计算机EC的免维护授时电路的制作方法

一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路
技术领域
1.本实用新型涉及ec授时电路技术领域，具体涉及一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路。


背景技术：

2.嵌入式控制器ec(全称embedded controller)是便携式计算机独有的组成部分，它负担着键盘鼠标控制、电池电源管理、温度控制和显示屏亮度调节等功能。在便携计算机的便携性、智能化、个性化设计中起到重要作用。
3.一般的ec芯片并不具备授时功能，且现有技术多采用纽扣电池给处理器的rtc控制器供电，或用超级电容与纽扣电池并联使用供电，从而实现计算机的rtc功能。然而，以上现有技术存在以下缺陷：(1)纽扣锂电池有使用寿命，使用3-5年后就会电量耗尽，且工作温度范围较窄，在-20℃以下及40℃以上会加速掉电，不适宜恶劣的使用环境；(2)加入超级电容后，虽然使用寿命有所改善，但电池电量耗尽时，依然存在开箱更换纽扣电池的维护问题；(3)便携式计算机的处理器rtc控制器功耗较高，易较快导致电池没电。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是现有的ec芯片不具备授时功能且纽扣电池供电方式不适宜恶劣的使用环境，使用寿命短，存在开箱更换纽扣电池的维护问题，造成rtc控制器功耗较高等问题。
5.本实用新型目的在于提供一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路，采用了ec授时电路，降低了rtc功能的功耗，延长了rtc功能的工作时间；同时，本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间；去掉纽扣电池，结合使用频率，实现了免维护功能，同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
6.本实用新型通过下述技术方案实现：
7.一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路，该ec授时电路包括ec控制器和超级电容，所述ec控制器外接处理器，所述ec控制器连接超级电容；
8.所述ec控制器采用国产单片机，所述国产单片机是一个具有rtc功能的芯片，通过所述国产单片机的rtc功能进行时钟记录；所述国产单片机上电时通过i2c总线对处理器进行授时，实现rtc功能；
9.所述超级电容作为储能单元，外接供电电源给超级电容充电。
10.本实用新型采用国产单片机(型号可以是gd32f207)替代ec控制器，并通过国产单片机的rtc功能进行时钟记录，并在上电时通过i2c总线对处理器授时。由于国产单片机的rtc功耗远低于处理器的rtc功耗，故采用ec上电授时可有效延长rtc功能使用时间。另外，本实用新型采用超级电容作为储能单元，并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间。
11.本实用新型结构简单、合理，采用了ec授时电路，降低了rtc功能的功耗，延长了
rtc功能的工作时间；同时，本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间；去掉纽扣电池，结合使用频率，实现了免维护功能，同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
12.作为进一步地优选方案，所述国产单片机的型号为gd32f207。
13.作为进一步地优选方案，所述国产单片机包括rtc功能模块，所述rtc功能模块包括晶体控制器和外部电源接口vbat，所述晶体控制器连接晶体；所述晶体的频率为32.768khz。
14.作为进一步地优选方案，该ec授时电路还包括三个二极管，记作二极管d1、二极管d2和二极管d3，所述供电电源连接二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接所述超级电容；所述超级电容连接二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接vbat，二极管d3的阳极连接二极管d1的阳极，二极管d3的阴极连接vbat。本实用新型考虑加入二极管，是为了防止电流反向供电。
15.作为进一步地优选方案，所述超级电容作为储能单元，外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。
16.作为进一步地优选方案，所述锂电池为ec授时电路的主供电电源，所述超级电容为辅助供电电源。这样的实际极大的延长了ec授时电路的工作时常，同时也实现了免维护的功能。
17.作为进一步地优选方案，所述供电电源通过dc/dc电源芯片转换为3.3v给超级电容充电，同时给该ec授时电路供电。
18.具体地，当接入电源适配器时，电源适配器对便携式计算机的锂电池充电，同时通过dc/dc电源芯片转换为3.3v给超级电容充电，同时给ec授时电路供电，待系统上电后，ec授时电路通过i2c总线给处理器授时，从而实现rtc功能。
19.当未接入电源适配器时，锂电池通多dc/dc电源芯片对ec授时电路供电，并给超级电容充电，以维持rtc功能的正常运行。上电后，ec授时电路通过i2c总线给处理器授时。
20.当锂电池电量耗尽后，超级电容放电对ec授时电路进行供电，以维持rtc功能的正常运行。
21.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
22.1、本实用新型采用国产单片机替代ec控制器，并通过国产单片机的rtc功能进行时钟记录，并在上电时通过i2c总线对处理器授时。由于国产单片机的rtc功耗远低于处理器的rtc功耗，故采用ec上电授时可有效延长rtc功能使用时间。
23.2、本实用新型采用超级电容作为储能单元，并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间。
24.3、本实用新型去掉纽扣电池，结合使用频率，可使应用该电路的便携式计算机适应恶劣环境，避免了传统的开箱更换纽扣电池，实现免维护功能。
25.4、本实用新型本实用新型结构简单、合理，采用了ec授时电路，降低了rtc功能的功耗，延长了rtc功能的工作时间。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一
部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
27.图1为本实用新型一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路的电路图。
28.图2为本实用新型实施例锂电池和超级电容供电的工作过程图。
29.图3为本实用新型国产单片机gd32f207的电路引脚图。
30.图4为本实用新型国产单片机gd32f207的电路引脚图的上半部分。
31.图5为本实用新型国产单片机gd32f207的电路引脚图的下半部分。
32.附图标记及对应的零部件名称：
33.1-ec控制器，2-处理器，3-rtc功能模块，4-超级电容，5-锂电池，6-适配器，7-晶体控制器，8-vbat，9-晶体，10-dc/dc。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
35.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
36.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
38.实施例1
39.如图1至图5所示，本实用新型一种基于便携式计算机ec的免维护授时电路，如图1所示，该ec授时电路包括ec控制器和超级电容，所述ec控制器外接处理器，所述ec控制器连接超级电容；
40.所述ec控制器采用国产单片机，所述国产单片机是一个具有rtc功能的芯片，通过所述国产单片机的rtc功能进行时钟记录；所述国产单片机上电时通过i2c总线对处理器进行授时，实现rtc功能；
41.所述超级电容作为储能单元，外接供电电源给超级电容充电，具体外接锂电池和/或外部适配器给超级电容充电。所述供电电源通过dc/dc电源芯片转换为3.3v给超级电容充电，同时给该ec授时电路供电。
42.其中，所述锂电池为ec授时电路的主供电电源，所述超级电容为辅助供电电源。这样的实际极大的延长了ec授时电路的工作时常，同时也实现了免维护的功能。工作过程如图2所示，具体地：
43.当接入电源适配器时，电源适配器对便携式计算机的锂电池充电，同时通过dc/dc电源芯片转换为3.3v给超级电容充电，同时给ec授时电路供电，待系统上电后，ec授时电路通过i2c总线给处理器授时，从而实现rtc功能。
44.当未接入电源适配器时，锂电池通多dc/dc电源芯片对ec授时电路供电，并给超级电容充电，以维持rtc功能的正常运行。上电后，ec授时电路通过i2c总线给处理器授时。
45.当锂电池电量耗尽后，超级电容放电对ec授时电路进行供电，以维持rtc功能的正常运行。
46.为了进一步的对本实施例进行说明，所述国产单片机的型号为gd32f207，该型号的单片机具体引脚图如图3至图5所示。
47.为了进一步的对本实施例进行说明，所述国产单片机包括rtc功能模块，所述rtc功能模块包括晶体控制器和外部电源接口vbat，所述晶体控制器连接晶体；所述晶体的频率为32.768khz。
48.为了进一步的对本实施例进行说明，该ec授时电路还包括三个二极管，记作二极管d1、二极管d2和二极管d3，所述供电电源连接二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接所述超级电容；所述超级电容连接二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接vbat，二极管d3的阳极连接二极管d1的阳极，二极管d3的阴极连接vbat。本实用新型考虑加入二极管，是为了防止电流反向供电。
49.工作原理是：(1)本实用新型采用国产单片机(型号可以是gd32f207)替代ec控制器，并通过国产单片机的rtc功能进行时钟记录，并在上电时通过i2c总线对处理器授时。由于国产单片机的rtc功耗远低于处理器的rtc功耗，故采用ec上电授时可有效延长rtc功能使用时间。(2)本实用新型采用超级电容作为储能单元，并采用锂电池和/或外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间。通过计算及实测，仅锂电池供电的待机情况下可保证rtc功能正常工作9个月，当锂电池电量耗尽后，由超级电容供电，可保证rtc功能正常工作3个月，即当无外接电源时，总共可保证rtc功能正常工作1年。结合使用频率，即可实现免维护的特点。(3)本实用新型去掉纽扣电池，可使应用该电路的便携式计算机适应恶劣环境，同时实现免维护功能。
50.本实用新型结构简单、合理，采用了ec授时电路，降低了rtc功能的功耗，延长了rtc功能的工作时间；同时，本实用新型采用锂电池和外部适配器同时给超级电容充电的方式，有效延长rtc功能的使用时间；去掉纽扣电池，结合使用频率，实现了免维护功能，同时使便携式计算机能适应恶劣环境。
51.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。