在電子發(fā)燒友創(chuàng)新開放實驗室對聲波電動牙刷的拆解直播過程中，聚豐開發(fā)對聲波電動牙刷的一款方案電路圖提出了一些優(yōu)化建議，因為直播網絡碼率等客觀因素的影響，觀眾希望聚豐開發(fā)能對這部分內容做一個更深入、更清晰的介紹，本文針對電動牙刷電池內置的特點，在系統(tǒng)軟硬件設計上如何進一步提高穩(wěn)定性來做一些探討。

我們先來看一下電動牙刷的整體架構：牙刷主體、充電底座、藍牙選配。主體和充電底座都是密封防水設計，一旦裝好，再想打開就非常困難，大家看看我們實驗室拆解的圖片就知道打開是有多難。

圖1. 電動牙刷整體架構圖

圖2. 電動牙刷拆開圖

電動牙刷選用14500鋰電池，電池直接焊接到板上，PCB板電池鏈接采用斷點設計，斷點設計是電池的正極和負極有一端不直接和電路連通，留有一個跳線焊盤。這種設計可以防止生產過程中電池接反（防呆設計），如果電池接反，很有可能導致板上元器件燒掉，有了這個設計就能在生產過程中先檢查電池有沒有接反，然后把斷點連上，避免燒板。

圖3.14500鋰電池外觀圖

防呆設計也可以在電池正極串聯(lián)一個二極管方式來實現(xiàn)，這樣會增加成本，顯然沒有斷點設計合理。如果電池是可插拔方式，加二極管的方式會更可取，因為電動牙刷的電池是焊死在板上，如果電池方向焊反，需要拆下來重焊，只要電池焊對方向正確，后面就不可能再搞錯方向，沒必要加二極管，可插拔電池方式終端用戶在使用過程中都有機會裝反電池，加二極管才能有效保護電路。

單片機上電復位功能看似簡單，實際上做穩(wěn)定并不容易，是體現(xiàn)芯片設計能力的一個重要參考點，不少芯片設計公司在這方面都不夠重視，直到芯片批量應用后問題才會暴露。有個簡單的方法可以測試上電復位的穩(wěn)定性，寫一個簡單的閃燈程序，電源正極用兩條線反復碰上、斷開、碰上、斷開……這樣重復1000次以上，如果芯片沒有出現(xiàn)死機就說明這個芯片上電復位穩(wěn)定性可靠。

現(xiàn)實是相當一部分MCU的上電復位都不夠穩(wěn)定，原因是芯片在0.7-1.5V這個電壓區(qū)間段內部電路是一個準工作狀態(tài)，通常芯片都要求供電電壓上升時間小于某個值，目的就是防止這個準工作狀態(tài)時間過長把內部邏輯搞混亂導致上電死機。有興趣的工程師可以自己做相應測試，用DC電源給單片機供電，電源電壓從0V開始慢慢上升，然后慢慢下降到0V，來回反復，觀察單片機是否死機，再改成只下降到1V左右，觀察單片機是否死機。

電動牙刷的斷點設計還有一個好處是可以減小上電復位不良造成死機的影響，如果沒有斷點設計，焊電池正負極的時候難免會造成電源抖動，這樣就有機會造成死機，如果死機，沒有斷點只能是焊開電池，有了斷點處理起來就便捷許多，只需要焊開斷點就能處理好。另外斷點焊盤的焊接比電池正負極的焊接處理要簡單方便，可以讓生產過程更加安全可靠。

下一期，我們會分析直播中電動牙刷原理圖，一起看看這兩份原理圖有哪些地方可以做適當優(yōu)化。