阅读说明：本技术 一种上管镶嵌式微型多功能开关 (Upper tube embedded type miniature multifunctional switch ) 是由 赵文全 于 2020-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电动自行车技术领域,具体地说是一种上管镶嵌式微型多功能开关。一种上管镶嵌式微型多功能开关,其特征在于：位于车架上管的一端上部嵌设有开关固定座,开关固定座内嵌设有下盖,下盖的上端通过超声波焊接连接上盖,上盖与下盖之间设有按键控制模块；位于车架上管内设有开关线束,开关线束通过线路贯穿开关固定座及下盖与按键控制模块连接；按键控制模块上设有主控逻辑电路、按键和灯板电路、主板供电电路、CAN通讯电路。同现有技术相比,将其开关控制模块做成集成式的结构,并且开关的上盖、下盖及开关固定座做成镶嵌式的,一套多功能的开关全部镶嵌在电动自行车的管路中,提高了电动自行车的整体性能。(The invention relates to the technical field of electric bicycles, in particular to an upper tube embedded type miniature multifunctional switch. The utility model provides a miniature multi-functional switch of upper tube mosaic which characterized in that: a switch fixing seat is embedded in the upper part of one end of the upper frame tube, a lower cover is embedded in the switch fixing seat, the upper end of the lower cover is connected with the upper cover through ultrasonic welding, and a key control module is arranged between the upper cover and the lower cover; a switch wire harness is arranged in the upper pipe of the frame and is connected with the key control module through a circuit penetrating through the switch fixing seat and the lower cover; the key control module is provided with a main control logic circuit, a key and lamp panel circuit, a mainboard power supply circuit and a CAN communication circuit. Compared with the prior art, the switch control module is made into an integrated structure, the upper cover, the lower cover and the switch fixing seat of the switch are made into an embedded type, and a set of multifunctional switches are all embedded in a pipeline of the electric bicycle, so that the overall performance of the electric bicycle is improved.)

一种上管镶嵌式微型多功能开关

技术领域

本发明涉及电动自行车技术领域，具体地说是一种上管镶嵌式微型多功能开关。

背景技术

传统的在电动自行车上的部分管路中只能安装锂电池组供其驱动，并且其控制方面也是比较简单的，由于管路空间的限制，不能在其开关上增设过多的功能，那么制造出来的电动自行车只能做到简单车灯开关的效率，若客户想要进一步的功能，就没有办法实现了，使得电动自行车在其功能上并不能吸引大量的客户。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种上管镶嵌式微型多功能开关，将其开关控制模块做成集成式的结构，并且开关的上盖、下盖及开关固定座做成镶嵌式的，一套多功能的开关全部镶嵌在电动自行车的管路中，造型美观的基础上增加多种功能，提高了电动自行车的整体性能。

为实现上述目的，设计一种上管镶嵌式微型多功能开关，包括上盖、下盖、开关固定座、车架上管，其特征在于：位于车架上管的一端上部嵌设有开关固定座，所述的开关固定座内嵌设有下盖，下盖的上端通过超声波焊接连接上盖，所述的上盖与下盖之间设有按键控制模块；位于车架上管内设有开关线束，所述的开关线束通过线路贯穿开关固定座及下盖与按键控制模块连接；所述的按键控制模块上设有主控逻辑电路、按键和灯板电路、主板供电电路、CAN通讯电路。

所述的上盖为长条形结构，位于上盖上端设有环形灯带，环形灯带内侧从左至右依次设有按键、指示灯及另一按键。

所述的下盖的前后两侧分别设有卡扣，开关固定座的前后两侧分别设有卡槽，并且下盖通过卡扣与开关固定座卡槽连接。

所述的车架上管为长条形结构，并且车架上管的截面为三角形中空结构。

所述的主控逻辑电路包括芯片一、芯片二、接线端子一、接线端子二、接线端子三，所述的芯片一的型号为MCU(APM32F103TBU6)，芯片二的型号为MCU(APM32F103TBU6)，芯片一的2号端口及电容一的一端合并连接晶振的一端，芯片一的3号端口及电容二的一端合并连接晶振的另一端，电容一及电容二的另一端合并接地；芯片一的35号端口连接电阻一的一端，电阻一的另一端接地；芯片一的4号端口分别连接接线端子二的5号端口、电阻二及电容三的一端，电容三的另一端接地；电阻二的另一端连接线端子二的1号端口及接线端子一的3号端口；芯片一的7号端口连接电阻三的一端，电阻三的另一端分别连接电阻四的一端及功率管一的漏电极，电阻四的另一端分别连接接线端子二的1号端口及接线端子一的3号端口，功率管一的门极分别连接电容四的一端、稳压二极管一的阴极、电阻五及电阻六的一端，功率管一的源极、电容四的另一端、稳压二极管一的阳极、电阻五的另一端合并接地；电阻六的另一端连接电阻七的一端，电阻七的另一端连接二极管一的阴极，二极管一的阳极连接接线端子一的5号端口；芯片一的8号端口连接电阻八的一端，芯片一的33号端口分别连接接线端子三的3号端口及电阻九的一端，芯片一的34号端口分别连接接线端子三的2号端口及电阻十的一端，电阻八、电阻九及电阻十的另一端合并分别连接接线端子二的1号端口及接线端子一的3号端口；芯片一的23号端口分别连接接线端子一的9号端口及电阻十一的一端，芯片一的24号端口分别连接接线端子一的8号端口及电阻十二的一端，电阻十一及电阻十二的另一端合并连接接线端子二的1号端口及接线端子一的3号端口；接线端子三的3号端口接地；芯片一的25号端口连接接线端子二的2号端口，芯片一的28号端口连接接线端子二的3号端口，接线端子二的4号端口接地；芯片一的20号端口连接电阻十三的一端，电阻十三的另一端分别连接电阻十四的一端及功率管二的门极，功率管二的漏电极连接接线端子一的2号端口，功率管二的源极及电阻十四的另一端合并接地；芯片一的17号端口连接接线端子一的6号端口，芯片一的10号端口连接接线端子一的15号端口，芯片一的11号端口连接接线端子一的14号端口，芯片一的12号端口连接接线端子一的13号端口，芯片一的13号端口连接接线端子一的12号端口，芯片一的14号端口连接接线端子一的11号端口，芯片一的15号端口连接接线端子一的10号端口，芯片一的16号端口连接接线端子一的7号端口，芯片一的8号端口连接接线端子一的4号端口，接线端子一的1号端口接地；芯片二的6号、19号、27号及1号端口合并分别连接电容五、电容六、电容七、电容八及电容九的一端，芯片二的5号、18号、26号及36号端口合并分别连接电容五、电容六、电容七、电容八及电容九的另一端，电容五、电容六、电容七、电容八及电容九的一端合并连接接线端子二的1号端口及接线端子一的3号端口，电容五、电容六、电容七、电容八及电容九的另一端合并接地。

所述的按键和灯板电路包括接线端子四、接线端子五，接线端子四的1号端口连接开关一的一端，开关一的另一端连接接线端子四的6号端口；接线端子四的7号端口连接电阻十五的一端，电阻十五的另一端分别连接开关二的一端、电容十的一端及接线端子五的12号端口，开关二及电容十的另一端合并接地；接线端子五的10号端口及接线端子五的9号端口合并连接双色发光二极管一的阴极，双色发光二极管一的阳极分别连接电阻十六及电阻十七的一端，接线端子五的6号端口及接线端子五的5号端口合并连接双色发光二极管二的阴极，双色发光二极管二的阳极分别连接电阻十八及电阻十九的一端，接线端子五的4号端口及接线端子五的3号端口合并连接双色发光二极管三的阴极，双色发光二极管三的阳极分别连接电阻二十及电阻二十一的一端，接线端子五的2号端口及接线端子五的1号端口合并连接双色发光二极管四的阴极，双色发光二极管四的阳极分别连接电阻二十二及电阻二十三的一端，电阻十六、电阻十七、电阻十八、电阻十九、电阻二十、电阻二十一电阻二十二及电阻二十三的另一端合并连接电阻二十四的一端及接线端子五的13号端口，接线端子四3号端口连接电阻二十五的一端，电阻二十四及电阻二十五的另一端分别连接电阻二十六、电阻二十七、电阻二十八、电阻二十九、电阻三十及电阻三十一的一端，电阻二十六、电阻二十七、电阻二十八、电阻二十九、电阻三十及电阻三十一的另一端分别连接发光二极管五、发光二极管六、发光二极管七、发光二极管八、发光二极管九、发光二极管十的阳极，发光二极管五、发光二极管六、发光二极管七、发光二极管八、发光二极管九、发光二极管十的阴极合并连接接线端子五的14号端口，接线端子五的15号端口连接接线端子四的2号端口及8号端口，接线端子五的11号端口连接接线端子四的6号端口，接线端子五的7号端口连接接线端子四的4号端口，接线端子五的8号端口连接接线端子四的5号端口。

所述的主板供电电路包括芯片三、芯片四、接线端子六、接线端子七，所述的芯片三的型号为LDO(HT7533-1)，芯片四的型号为LDO(HT7550-1)，接线端子六的1号端口分别连接二极管二及二极管三的阳极，二极管二及二极管三的阴极分别连接电阻三十二及电阻三十三的一端，电阻三十二的另一端连接接线端子七的1号端口，电阻三十三的另一端分别连接三极管一的集电极、电阻三十四及电阻三十五的一端，电阻三十四的另一端连接三极管二的集电极，电阻三十五的另一端连接三极管二的基极及稳压二极管二的阴极，三极管二的发射极连接三极管一的基极，三极管一的发射极分别连接稳压二极管三的阴极、芯片三的2号端口、芯片四的2号端口及电容十一的一端，芯片四的3号端口分别连接接线端子七的3号端口、电容十二及电容十三的一端，稳压二极管二的阳极、稳压二极管三的阳极、芯片四的1号端口、电容十一电容十二及电容十三的另一端合并接地；芯片三的2号端口连接电容十四的一端，芯片三的3号端口分别连接接线端子七的7号端口、电容十五及电容十六的一端，芯片三的1号端口、电容十四电容十五及电容十六的另一端合并接地；接线端子六的4号端口连接接线端子七的6号端口，接线端子六的6号端口及7号端口合并接地，接线端子六的5号端口分别连接电阻三十六的一端及接地，电阻三十六的另一端分别连接接线端子七的2号端口、8号端口及接地。

所述的CAN通讯电路包括芯片五，所述的芯片五的型号为CAN通讯芯片(TJA1057T)，芯片五的1号端口连接接线端子七的5号端口，芯片五的4号端口连接接线端子七的4号端口，芯片五的2号端口接地，芯片五的3号端口分别连接接线端子七的3号端口、电容十七、电容十八及电容十九的一端，电容十七、电容十八及电容十九的另一端合并接地；芯片五的8号端口接地；芯片五的7号端口分别连接电阻三十七及电阻三十八的一端，电阻三十八的另一端分别连接电容二十的一端、双色击穿二极管一的一端及接线端子六的2号端口；芯片五的6号端口分别连接电阻三十九及电阻四十的一端，电阻四十的另一端分别连接电容二十一的一端、双色击穿二极管二的一端及接线端子六的3号端口；双色击穿二极管一、双色击穿二极管二、电容二十、电容二十一的另一端合并接地；电阻三十七及电阻三十九的另一端合并连接电容二十二的一端，电容二十二的另一端接地。

本发明同现有技术相比，提供一种上管镶嵌式微型多功能开关，将其开关控制模块做成集成式的结构，并且开关的上盖、下盖及开关固定座做成镶嵌式的，一套多功能的开关全部镶嵌在电动自行车的管路中，造型美观的基础上增加多种功能，提高了电动自行车的整体性能。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为上盖的结构示意图。

图3为下盖的结构示意图。

图4为开关固定座的结构示意图。

图5为本发明按键控制模块中主控逻辑电路示意图。

图6为本发明按键控制模块中按键和灯板电路示意图。

图7为本发明按键控制模块中主板供电电路示意图。

图8为本发明按键控制模块中CAN通讯电路示意图。

参见图1至图4，1为上盖，1-1为环形灯带，1-2为按键，1-3为指示灯，1-4为另一按键，2为按键控制模块，3为下盖，3-1为卡扣，4为开关固定座，4-1为卡槽，5为开关线束，6为车架上管。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

如图1至图8所示，位于车架上管6的一端上部嵌设有开关固定座4，所述的开关固定座4内嵌设有下盖3，下盖3的上端通过超声波焊接连接上盖1，所述的上盖1与下盖3之间设有按键控制模块2；位于车架上管6内设有开关线束5，所述的开关线束5通过线路贯穿开关固定座4及下盖3与按键控制模块2连接；所述的按键控制模块2上设有主控逻辑电路、按键和灯板电路、主板供电电路、CAN通讯电路。

上盖1为长条形结构，位于上盖1上端设有环形灯带1-1，环形灯带1-1内侧从左至右依次设有按键1-2、指示灯1-3及另一按键1-4。

下盖3的前后两侧分别设有卡扣3-1，开关固定座4的前后两侧分别设有卡槽4-1，并且下盖3通过卡扣3-1与开关固定座4卡槽4-1连接。

车架上管6为长条形结构，并且车架上管6的截面为三角形中空结构。

主控逻辑电路包括芯片一U1A、芯片二U1B、接线端子一J1、接线端子二P2、接线端子三P3，所述的芯片一U1A的型号为MCU(APM32F103TBU6)，芯片二U1B的型号为MCU(APM32F103TBU6)，芯片一U1A的2号端口及电容一C1的一端合并连接晶振Y1的一端，芯片一U1A的3号端口及电容二C2的一端合并连接晶振Y1的另一端，电容一C1及电容二C2的另一端合并接地；芯片一U1A的35号端口连接电阻一R9的一端，电阻一R9的另一端接地；芯片一U1A的4号端口分别连接接线端子二P2的5号端口、电阻二R2及电容三C4的一端，电容三C4的另一端接地；电阻二R2的另一端连接线端子二P2的1号端口及接线端子一J1的3号端口；芯片一U1A的7号端口连接电阻三R8的一端，电阻三R8的另一端分别连接电阻四R4的一端及功率管一Q1的漏电极，电阻四R4的另一端分别连接接线端子二P2的1号端口及接线端子一J1的3号端口，功率管一Q1的门极分别连接电容四C10的一端、稳压二极管一ZD1的阴极、电阻五R16及电阻六R10的一端，功率管一Q1的源极、电容四C10的另一端、稳压二极管一ZD1的阳极、电阻五R16的另一端合并接地；电阻六R10的另一端连接电阻七R5的一端，电阻七R5的另一端连接二极管一D3的阴极，二极管一D3的阳极连接接线端子一J1的5号端口；芯片一U1A的8号端口连接电阻八R34的一端，芯片一U1A的33号端口分别连接接线端子三P3的3号端口及电阻九R3的一端，芯片一U1A的34号端口分别连接接线端子三P3的2号端口及电阻十R1的一端，电阻八R34、电阻九R3及电阻十R1的另一端合并分别连接接线端子二P2的1号端口及接线端子一J1的3号端口；芯片一U1A的23号端口分别连接接线端子一J1的9号端口及电阻十一R14的一端，芯片一U1A的24号端口分别连接接线端子一J1的8号端口及电阻十二R12的一端，电阻十一R14及电阻十二R12的另一端合并连接接线端子二P2的1号端口及接线端子一J1的3号端口；接线端子三P3的3号端口接地；芯片一U1A的25号端口连接接线端子二P2的2号端口，芯片一U1A的28号端口连接接线端子二P2的3号端口，接线端子二P2的4号端口接地；芯片一U1A的20号端口连接电阻十三R17的一端，电阻十三R17的另一端分别连接电阻十四R28的一端及功率管二Q4的门极，功率管二Q4的漏电极连接接线端子一J1的2号端口，功率管二Q4的源极及电阻十四R28的另一端合并接地；芯片一U1A的17号端口连接接线端子一J1的6号端口，芯片一U1A的10号端口连接接线端子一J1的15号端口，芯片一U1A的11号端口连接接线端子一J1的14号端口，芯片一U1A的12号端口连接接线端子一J1的13号端口，芯片一U1A的13号端口连接接线端子一J1的12号端口，芯片一U1A的14号端口连接接线端子一J1的11号端口，芯片一U1A的15号端口连接接线端子一J1的10号端口，芯片一U1A的16号端口连接接线端子一J1的7号端口，芯片一U1A的8号端口连接接线端子一J1的4号端口，接线端子一J1的1号端口接地；芯片二U1B的6号、19号、27号及1号端口合并分别连接电容五C15、电容六C14、电容七C13、电容八C12及电容九C11的一端，芯片二U1B的5号、18号、26号及36号端口合并分别连接电容五C15、电容六C14、电容七C13、电容八C12及电容九C11的另一端，电容五C15、电容六C14、电容七C13、电容八C12及电容九C11的一端合并连接接线端子二P2的1号端口及接线端子一J1的3号端口，电容五C15、电容六C14、电容七C13、电容八C12及电容九C11的另一端合并接地。

按键和灯板电路包括接线端子四J3、接线端子五J5，接线端子四J3的1号端口连接开关一SW1的一端，开关一SW1的另一端连接接线端子四J3的6号端口；接线端子四J3的7号端口连接电阻十五R24的一端，电阻十五R24的另一端分别连接开关二SW2的一端、电容十C22的一端及接线端子五J5的12号端口，开关二SW2及电容十C22的另一端合并接地；接线端子五J5的10号端口及接线端子五J5的9号端口合并连接双色发光二极管一LED1的阴极，双色发光二极管一LED1的阳极分别连接电阻十六R25及电阻十七R26的一端，接线端子五J5的6号端口及接线端子五J5的5号端口合并连接双色发光二极管二LED2的阴极，双色发光二极管二LED2的阳极分别连接电阻十八R27及电阻十九R29的一端，接线端子五J5的4号端口及接线端子五J5的3号端口合并连接双色发光二极管三LED3的阴极，双色发光二极管三LED3的阳极分别连接电阻二十R30及电阻二十一R31的一端，接线端子五J5的2号端口及接线端子五J5的1号端口合并连接双色发光二极管四LED4的阴极，双色发光二极管四LED4的阳极分别连接电阻二十二R32及电阻二十三R33的一端，电阻十六R25、电阻十七R26、电阻十八R27、电阻十九R29、电阻二十R30、电阻二十一R31电阻二十二R32及电阻二十三R33的另一端合并连接电阻二十四R39的一端及接线端子五J5的13号端口，接线端子四J33号端口连接电阻二十五R38的一端，电阻二十四R39及电阻二十五R38的另一端分别连接电阻二十六R23、电阻二十七R35、电阻二十八R36、电阻二十九R37、电阻三十R40及电阻三十一R41的一端，电阻二十六R23、电阻二十七R35、电阻二十八R36、电阻二十九R37、电阻三十R40及电阻三十一R41的另一端分别连接发光二极管五LED5、发光二极管六LED6、发光二极管七LED7、发光二极管八LED8、发光二极管九LED9、发光二极管十LED10的阳极，发光二极管五LED5、发光二极管六LED6、发光二极管七LED7、发光二极管八LED8、发光二极管九LED9、发光二极管十LED10的阴极合并连接接线端子五J5的14号端口，接线端子五J5的15号端口连接接线端子四J3的2号端口及8号端口，接线端子五J5的11号端口连接接线端子四J3的6号端口，接线端子五J5的7号端口连接接线端子四J3的4号端口，接线端子五J5的8号端口连接接线端子四J3的5号端口。

主板供电电路包括芯片三U3、芯片四U4、接线端子六P4、接线端子七J2，所述的芯片三U3的型号为LDO(HT7533-1)，芯片四U4的型号为LDO(HT7550-1)，接线端子六P4的1号端口分别连接二极管二D1及二极管三D2的阳极，二极管二D1及二极管三D2的阴极分别连接电阻三十二R18及电阻三十三R19的一端，电阻三十二R18的另一端连接接线端子七J2的1号端口，电阻三十三R19的另一端分别连接三极管一Q5的集电极、电阻三十四R20及电阻三十五R21的一端，电阻三十四R20的另一端连接三极管二Q3的集电极，电阻三十五R21的另一端连接三极管二Q3的基极及稳压二极管二ZD3的阴极，三极管二Q3的发射极连接三极管一Q5的基极，三极管一Q5的发射极分别连接稳压二极管三ZD2的阴极、芯片三U3的2号端口、芯片四U4的2号端口及电容十一C18的一端，芯片四U4的3号端口分别连接接线端子七J2的3号端口、电容十二C16及电容十三C17的一端，稳压二极管二ZD3的阳极、稳压二极管三ZD2的阳极、芯片四U4的1号端口、电容十一C18电容十二C16及电容十三C17的另一端合并接地；

芯片三U3的2号端口连接电容十四C21的一端，芯片三U3的3号端口分别连接接线端子七J2的7号端口、电容十五C19及电容十六C20的一端，芯片三U3的1号端口、电容十四C21电容十五C19及电容十六C20的另一端合并接地；接线端子六P4的4号端口连接接线端子七J2的6号端口，接线端子六P4的6号端口及7号端口合并接地，接线端子六P4的5号端口分别连接电阻三十六R36的一端及接地，电阻三十六R36的另一端分别连接接线端子七J2的2号端口、8号端口及接地。

CAN通讯电路包括芯片五U2，所述的芯片五U2的型号为CAN通讯芯片(TJA1057T)，芯片五U2的1号端口连接接线端子七J2的5号端口，芯片五U2的4号端口连接接线端子七J2的4号端口，芯片五U2的2号端口接地，芯片五U2的3号端口分别连接接线端子七J2的3号端口、电容十七C5、电容十八C6及电容十九C7的一端，电容十七C5、电容十八C6及电容十九C7的另一端合并接地；芯片五U2的8号端口接地；芯片五U2的7号端口分别连接电阻三十七R7及电阻三十八R11的一端，电阻三十八R11的另一端分别连接电容二十C9的一端、双色击穿二极管一FD1的一端及接线端子六P4的2号端口；芯片五U2的6号端口分别连接电阻三十九R15及电阻四十R13的一端，电阻四十R13的另一端分别连接电容二十一C8的一端、双色击穿二极管二FD2的一端及接线端子六P4的3号端口；双色击穿二极管一FD1、双色击穿二极管二FD2、电容二十C9、电容二十一C8的另一端合并接地；电阻三十七R7及电阻三十九R15的另一端合并连接电容二十二C3的一端，电容二十二C3的另一端接地。

1.主逻辑电路部分功能描述：主要负责按键检测、驱动灯板显示电量信息、与BMS通信。

2.按键和灯板电路部分功能描述：按键负责给逻辑电路部分输入信号，灯板负责显示电池包当前的电量。即一颗蓝灯代表25%；二颗蓝灯代表50%；三颗蓝灯代表75%；四颗蓝灯代表25%。

同时还有6颗蓝色背景灯，当电池包处于正常工作状态时，蓝色背景灯是常亮的。

3.主板供电电路部分功能描述：供电电路主要包括3.3V和5.0V两部分电源，其中3.3V是给MCU供电的，5.0V是给CAN通讯电路供电的。

4.CAN通讯电路部分功能描述：CAN通讯电路主要负责电路中MCU与电池包中的MCU之间进行通讯。

同时还有6颗蓝色背景灯，当电池包处于正常工作状态时，蓝色背景灯是常亮的。

5.逻辑功能描述：长按ON/OFF按键1S后，ON/OFF按键同时给开关板MCU和BMS板MCU一个信号，BMS板MCU检测到按键后会进入工作模式，同时开关板的MCU会通过U3、U4获得电源进而开始工作，首先会对灯(LED1-4)灯进行自检，自检后关闭灯(LED1-4)，同时点亮(LED5-10)背景灯，然后MCU会通过U2跟电池包中的MCU进行通讯，获得当前电量信息，此时再次轻触ON/OFF按键，灯板(LED1-4)会显示当前的电池包电量，5S后熄灭，此时背景灯常亮，工作状态长按3S后进入低功耗模式，所有灯熄灭。