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近年来以苹果公司发布的AirPods真无线耳机为开端，TWS/OWS耳机市场销量迎来了飞速的增长，与TWS耳机配套的充电仓也随着耳机的发展而快速发展。本文介绍一种单线双向串口通信的充电盒设计，只需要使用两个pogo pin顶针便可以与耳机接触进行串口通信，从而进行与耳机数据交换等复杂操作，使蓝牙耳机充电仓朝着更人性化、智能化方向发展，更加方便用户使用。

充电盒硬件整体设计

主控芯片(MCU)

1. 充电盒主控使用昇生微电子 SS86F8 51内核架构通用微控制器MCU
2. 8位增强型MCU，12KB Code Flash，128B EEPROM，192B Data RAM
3. 3个16位定时器，可同时产生7路PWM
4. 集成1个支持半双工通信的UART接口

电源管理芯片(PMIC, POWER MANAGER IC)

1. 电源管理芯片使用昇生微SSP707。带IIC通信，多功能PMIC(电源管理IC)。
2. 内置载波通信模块，支持数能同传的应用场景。
3. 支持5/0V通信、PLC通信、ELP/ERP电压检测、轻载检测、通信电平转换等TWS相关特色功能。

智能充电仓硬件设计框图

充电盒软件整体设计

1. 环境搭建:
   Keil C51, 昇生微SSW Flash Tool烧录工具

2. 固件烧录
   使用4线烧录DCN, DAT, CLK, GND。可以分为在线烧录和离线烧录
   在线烧录使用昇生微在线烧录工具，接线连接到充电盒
   
   点击连接，连接成功后电脑端显示芯片状态为连接后点击烧录
   
   离线烧录:
   离线烧录是指直接将固件部署到烧录器中，烧录器插入电脑后会识别成一个盘符。将编译好的固件bin文件放到烧录器盘符中。
   
   烧录器使用4线接法连上底座。点击单击烧录器上的Update按键开始烧录。
   绿色指示灯闪烁即为开始烧录; 烧录成功会亮pass灯光, 并显示屏上显示。如下图蓝色灯光显示为烧录成功。
   

3. TWS智能充电盒DEMO代码目录结构
   app – 存放应用层代码 (通信逻辑 ui逻辑等)
   device – 驱动层代码 (按键驱动 霍尔传感器驱动 NTC驱动等)
   hal – 硬件抽象层代码 (GPIO TIMER UART IIC等)
   
   工程文件在app/prj/keil目录下打开keil工程
   
   使用keil C51进行代码编译 build或者rebuild
   

充电盒软件代码片段

用户定义

device-config-default.h文件包含了用户常用的宏定义

1. 按键定义:
   #define CONFIG_USING_KEY 1
   #define CONFIG_KEY_USING_SSP707X 1
   按键挂在SSP707X芯片引脚上; GET_KEY_STATUS() 发送IIC命令获取SSP707X是否按下

2. 霍尔定义
   定义开关盖时是否使用霍尔，和定义霍尔使用的IO口。P0_7
   #define CONFIG_USING_HALL (1)
   #define CONFIG_HALL_IO (0x07)

3. LED控制定义
   #define CONFIG_USING_SBLED 1
   #define USING_PWM5
   使用的是PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 这4颗LED灯
   

4. 电量显示
   #define CONFIG_USING_BATTERY 1

5. IIC控制器
   #define CONFIG_USING_SI2C 1
   用来控制SSP707X

初始化完成

初始化完成之后，初始化时定时器开起来之后，各模块会开始循环处理。在定时器会做10ms、100ms、1s的定时标志，在main中while(1)里面处理各个定时标志的处理。

各模块定时处理

以10ms标志处理为例子，各模块10ms调用一下模块内部处理，使用event_set_ui_state 设置ui_state标志位，给到其他模块根据ui_state标志位做相对应的处理。

1. 10ms key 按键处理
   void key_handle_10ms(void)
   判断按下则key_0_pressed_cnt++; 松手key_0_pressed_cnt=0
   按键情况:

• 短按
  key_0_pressed_cnt>5&& key_0_pressed_cnt< CONFIG_KEY_SHORT_PRESS_CNT
  event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_KEY_CLICK)
• 长按
  key_0_pressed_cnt== CONFIG_KEY_LONG_PRESS_CNT
  event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_EAR_PAIRING)
• 加长按
  key_0_pressed_cnt== CONFIG_KEY_LLONG_PRESS_CNT
  event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_EAR_RESTORE)

2. 10ms hall处理
   void hall_handle_10ms(void)
   IS_HALL_ON() 获取霍尔传感器IO口状态, 带debounce
   event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_HALL_OFF)
   event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_HALL_ON)

3. 10ms USB插入(DC IN处理)
   void pm_dcin_handle_10ms(void)
   判断是否有USB插入
   event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_DCIN_IN))
   event_set_ui_state(EVENT_STATE_UI_DCIN_OUT)

4. 10ms dfu处理

5. 10ms 通信模块处理
   void comm_handle_10ms(void)
   通信时会判断前面hall状态改变事件, 按键事件, 轻载过载事件
   根据comm_tmr_cnt处理不同的事情 comm_tmr_cnt每隔10ms 会做自增++动作
   
   10ms通信模块处理：
   

6. 10ms ui模块处理
   void displays_handle_10ms(void)
   UI模块拿到其他模块设置的ui_state LED灯光显示处理：设置led闪灯的pattern
   

7. 10ms sbled模块处理
   根据UI模块设置的LED的pattern进行灯光闪烁。