一鍵開(kāi)關(guān)機(jī)功能電路的實(shí)現(xiàn)歷程

單位外采的模塊故障了，出了保修期，沒(méi)有圖紙，沒(méi)有說(shuō)明書(shū)，返廠維修價(jià)格太貴，又舍不得報(bào)廢，讓我維修 雖說(shuō)心中萬(wàn)馬奔騰，但上有老下有小，聽(tīng)從安排是優(yōu)點(diǎn)，無(wú)私奉獻(xiàn)是品質(zhì)，咱安安靜靜地拿起萬(wàn)用表，先看看線路布局吧！

這不，經(jīng)過(guò)幾天的測(cè)量，到原理圖，發(fā)現(xiàn)大部分是電源芯片壞了、外殼結(jié)構(gòu)損壞。其中的控制邏輯在主控芯片里，咱也沒(méi)辦法，只能拆東墻補(bǔ)西墻的，能修幾個(gè)是幾個(gè)……然而，意外收獲的是，梳理了一個(gè)開(kāi)機(jī)電路，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的很巧妙。

事后，查閱資料，貌似這個(gè)電路形式用的還是比較多，只是在工業(yè)設(shè)備中較少而已。當(dāng)時(shí)記錄的原理圖如下：

由于是一邊整理、一邊畫(huà)的原理圖，所以看著有些亂。為了更清晰地分析和說(shuō)明，下面又稍微整理了一下，便于分析原理。

說(shuō)明：

● V-POWER為電源供電，VDD3V3為VCC經(jīng)過(guò)LDO降壓后給MCU的供電；

● S1（SW-POWER）為觸摸按鍵；

● nPWR_TEST是檢測(cè)引腳，輸入給單片機(jī)；

● PWR_CTL是控制引腳，由單片機(jī)輸出。

工作過(guò)程簡(jiǎn)析：

在電池有電且系統(tǒng)關(guān)機(jī)的初始狀態(tài)下：不按下按鍵，則（Q2）NMOS柵極為低，截止；（Q1）PMOS的柵極為高，截止，BAT到V_POWER無(wú)通路，系統(tǒng)沒(méi)有電。

按下按鍵以后，PMOS柵極為低，導(dǎo)通，V_PWR基本等于BAT（PMOS的源漏之間約有0.05V壓降），經(jīng)過(guò)SPX1117后得到3V給單片機(jī)供電，單片機(jī)程序開(kāi)始運(yùn)行，檢測(cè)nPWR_BUT_TEST電平，若低則延遲500ms再檢測(cè)仍為低，就給PWR_BUT_CTL置高，NMOS導(dǎo)通。此后即便松開(kāi)按鍵，PMOS的柵極仍通過(guò)NMOS接地，保持導(dǎo)通。

若延時(shí)檢測(cè)過(guò)程中間松開(kāi)按鍵，供電即斷。開(kāi)機(jī)后單片機(jī)程序檢測(cè)nPWR_BUT_TEST的下跳沿，注意不是低電平，否則會(huì)在第一次開(kāi)機(jī)時(shí)重復(fù)觸發(fā)開(kāi)關(guān)機(jī)。一旦得到下跳沿，延時(shí)500ms后再檢測(cè)電平，仍為低，就給PWR_BUT_CTL置低，NMOS關(guān)斷，PMOS失去從NMOS的源漏極接地的通路，僅剩按鍵通路，則松開(kāi)按鍵PMOS柵極為高，截止，即關(guān)機(jī)。

短按開(kāi)關(guān)屏幕原理十分簡(jiǎn)單，在開(kāi)機(jī)之后，主程序不斷監(jiān)視nPWR_BUT_TEST時(shí)，在主程序中設(shè)計(jì)短按觸發(fā)翻轉(zhuǎn)LCD_POWER控制LCD的背光即可。

下面，通過(guò)這個(gè)電路，聊聊電路設(shè)計(jì)中的一些思路。 作為開(kāi)發(fā)人員，別人的電路再好，也要裝作自己思考一番。但如果沒(méi)有這個(gè)電路做參考，而是需要我們自己做電路的時(shí)候，又該如何下手呢？下面咱們就試試吧！

后期百度的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這種電路的應(yīng)用還是很多的，雖然結(jié)構(gòu)形式稍有差別，但在原理和控制上大同小異。此時(shí)才明白，初識(shí)這個(gè)電路的贊嘆之情，也是自己孤陋寡聞了。

首先，確定功能需求：

● 開(kāi)關(guān)（通過(guò)長(zhǎng)按、短按實(shí)現(xiàn)不同功能）

● 控制內(nèi)容（系統(tǒng)電源）

需求很精簡(jiǎn)，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)有點(diǎn)朦朧 那么，在朦朧的腦子里開(kāi)始勾畫(huà)現(xiàn)實(shí)吧：

● 不用思考，既然需要控制電源，先備好開(kāi)關(guān)和電源。

● 開(kāi)關(guān)的按下時(shí)間不同，功能不同，怎么辦？這就需要計(jì)時(shí)和檢測(cè)了吧，這個(gè)貌似要用的一個(gè)普通的IO就能實(shí)現(xiàn)，看看主控MCU上還有沒(méi)有富余的IO腳。

● 還要控制電源通斷，控制通斷么，再找個(gè)IO就好了。

貌似這就成了，在紙上先畫(huà)畫(huà)，有點(diǎn)希望，可還是不滿意。完全不行啊，這就是堆零件，咋攢起來(lái)呢？開(kāi)始撓頭了：

●想要開(kāi)機(jī)，那就是在按鍵按下的時(shí)候，能夠接通MCU電源，同時(shí)MCU進(jìn)行判斷并控制實(shí)現(xiàn)電源保持功能，此時(shí)保持功能替代按鍵按下的狀態(tài)。

●此時(shí)需要找到一個(gè)器件，實(shí)現(xiàn)電源按下時(shí)，將電源接通到系統(tǒng)上，那么常見(jiàn)的就是三極管后者M(jìn)OS管了，同時(shí)MCU的控制是同樣的道理。

●此時(shí)，貌似思路清晰了很多，也能試著把功能整合到一起了。

這時(shí)回到上面分析的原理圖，恩，貌似差不多，實(shí)現(xiàn)功能，需要兩個(gè)普通IO，兩個(gè)MOS管（選型的時(shí)候，注意電流和耐壓）。

這樣看起來(lái)就比較簡(jiǎn)單了，把電路分成三部分：

● 上面是導(dǎo)通與斷開(kāi)的關(guān)鍵，由Q1負(fù)責(zé)

● 左邊按鍵判斷部分，由輸入IO負(fù)責(zé)

● 右邊是替代按鍵控制，有輸出IO和Q2負(fù)責(zé)

至此，設(shè)計(jì)思路梳理基本完成 本身是個(gè)有些抵觸的工作，沒(méi)想到后面也有些許收獲，看來(lái)生活處處有驚喜??！做研發(fā)一定要有自己的思路，或許看到之前沒(méi)用過(guò)的電路，別人實(shí)現(xiàn)了，自己也理解了，不防靜下來(lái)想一想，如果沒(méi)有別人的參考，單純的提出要求，自身應(yīng)當(dāng)怎么設(shè)計(jì)。

時(shí)間有些趕，不足之處還請(qǐng)見(jiàn)諒！另外，如果有需要查看原圖的小伙伴，請(qǐng)點(diǎn)擊底部“閱讀原文”進(jìn)行下載。

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審核編輯 ：李倩