CN103973287B - 开关机电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种开关机电路，包括：按键模块，用于输入按键信号；输入模块，用于根据所述按键信号以及MCU输出的控制信号输出脉冲信号；充放电控制模块，用于进行充放电控制，并且控制所述非门模块的逻辑状态翻转；所述非门模块，用于对所述输入模块输出的所述脉冲信号取反；所述触发器模块用于根据取反后的脉冲信号向所述开关控制模块输出开关信号；所述开关控制模块用于根据所述开关信号向所述终端输出供电信号，以控制所述终端开机或关机。所述电路能够实现按压按键时对终端进行开机、关机以及在关机过程中保存数据，由于开关机电路的各个模块由一些分立的简单器件组成，不需要单片机实现，从而降低了开关机电路的成本。

Description

开关机电路

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种开关机电路。

背景技术

随着云计算(Cloud Computing)业务的发展，瘦终端(Thin Client，简称TC)得到了广泛的应用，TC的开关按键应符合人们以往的使用习惯，即TC在无电状态下，按一下按键上电开机，TC正常工作时，按一下按键能保存好数据，再下电关机。现有技术中，TC一般采用Intel X86结构和进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine，简称ARM)结构。X86结构的开关机逻辑被集成在芯片中，实现较为简单，ARM结构的开关机逻辑一般需要额外增加单片机或者是数字逻辑电路来实现。

图1为现有的一种通过单片机实现开关机逻辑电路的原理示意图，该开关机逻辑电路包括：电源电路、开关电路、直流-直流(Direct Current/DirectCurrent，简称DC/DC)变换电路、单片机电路、开关驱动电路以及轻触开关电路。电源电路通过开关电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路输出稳定直流电压为系统供电，轻触开关电路的一输出端连接开关电路的控制端，另一输出端连接单片机电路的中断端口，单片机电路的输入/输出(Input/Output，简称I/O)端口通过开关驱动电路连接开关电路控制端。在电源电路通电后，通过按压轻触开关，开关电路导通，系统上电工作；在系统正常工作时，通过按压轻触开关，使单片机电路进入中断程序，单片机电路进入中断程序后，单片机电路的I/O端口的电平变为低电平，开关驱动电路截止，开关电路断开，系统掉电。现有技术中开关机逻辑需要通过单片机实现，成本高而且实现复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种开关机电路，以克服现有技术中开关机逻辑电路成本高而且实现复杂的问题。

本发明第一方面提供一种开关机电路，包括：按键模块、输入模块、充放电控制模块、非门模块、触发器模块以及开关控制模块；

所述按键模块，用于根据压按的触发输出按键信号，所述按键信号为低电平；

所述输入模块，分别与所述按键模块和所述开关机电路控制的终端的微控制单元MCU连接，用于根据所述按键模块输出的所述按键信号以及所述MCU输出的控制信号输出脉冲信号，所述控制信号的电平与所述按键信号相同；

所述充放电控制模块，分别与所述非门模块的输入端以及所述MCU连接，用于在所述终端开机时进行充电，在所述终端关机时进行放电以控制所述非门模块对所述脉冲信号取反的时间，使所述MCU在所述时间内保存数据；

所述非门模块，与所述输入模块的输出端连接，用于对所述输入模块输出的所述脉冲信号取反得到时钟信号；

所述触发器模块，与所述非门模块的输出端连接，用于根据所述非门模块输出的所述时钟信号输出开关信号，所述触发器模块在初始状态下输出的所述开关信号为低电平，当所述终端开机时，所述触发器模块在所述时钟信号的控制下输出的所述开关信号由低电平变为高电平，当所述终端关机时，所述触发器模块在所述时钟信号的控制下输出的所述开关信号由高电平变为低电平；

所述开关控制模块，与所述触发器模块的输出端连接，用于在所述触发器模块输出高电平时，向所述终端输出供电信号以控制所述终端开机，在所述触发器模块输出低电平时，停止向所述终端输出供电信号以控制所述终端关机。

结合本发明第一方面，在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中，当所述终端关机时，所述充放电控制模块放电以控制所述非门模块对所述脉冲信号取反的时间包括：

所述充放电控制模块根据所述按键信号开始放电，当所述充放电控制模块放电时所述非门模块的输入端的电压开始降低，所述充放电控制模块的放电时间应使得所述MCU在保存数据完成之前，所述非门模块的输入端的电压不会降低到小于所述非门模块的门限电压。

结合本发明第一方面的第一种和第二种可能的实现方式，在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中，所述输入模块包括：与门电路和第一二级管；

所述与门电路的第一输入端与所述按键模块连接，所述与门电路的第二输入端与所述MCU连接，所述与门电路的输出端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述非门模块和所述充放电控制模块连接，所述与门电路的第一输入端与第二输入端连接，以使所述控制信号的电平与所述按键信号电平相同。

结合本发明第一方面的第二种可能的实现方式，在本发明第一方面的第三种可能的实现方式中，所述输入模块还包括：

第一电容器件，所述第一电容器件的第一端与所述外部电源连接，所述第一电容器件的第二端与接地端连接；

第一电阻器件，所述第一电阻器件的第一端与所述与门电路的第二输入端连接，所述第一电阻器件的第二端与所述外部电源连接；

第二电容器件，所述第二电容器件的第一端与所述与门电路的第二输入端连接，所述第二电容器件的第二端与和所述接地端连接；

第二电阻器件，所述第二电阻器件的第一端与所述按键模块连接，所述第二电容器件的第二端与所述与门电路的第一输入端连接。

结合本发明第一方面的第二种或第三种可能的实现方式，在本发明第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一二极管为肖特基二极管。

结合本发明第一方面以及第一方面的第一种至第四种可能的实现方式，在本发明第一方面的第五种可能的实现方式中，所述触发器模块包括：D触发器件、第七电容器件、第十电阻器件、第六电容器件、第九电阻器件；

所述D触发器的第一输入端与所述非门模块连接，所述D触发器的第一输出端与所述开关控制模块连接，所述D触发器的第二输入端与所述D触发器的第二输出端连接；

所述D触发器的清零端通过所述第九电阻器件与所述外部电源连接；

所述第六电容器件的第一端与所述D触发器的清零端连接，所述第六电容器件的第二端与所述接地端连接；

所述D触发器的复位端通过所述第十电阻器件与所述外部电源连接；

所述第七电容器件的第一端与所述外部电源连接，所述第七电容器件的第二端与所述接地端连接。

结合本发明第一方面的第五种可能的实现方式，在本发明第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第六电容器件的电容大于所述第七电容器件。

结合本发明第一方面的第六种可能的实现方式，在本发明第一方面的第七种可能的实现方式中，所述触发器模块还包括：第八电阻器件、第五电容器件、第一指示灯和第二指示灯；

所述第八电阻器件串联在所述D触发器的第二输入端与第二输出端之间；

所述第五电容器件的第一端与所述D触发器的第二输入端连接，所述第五电容器件的第二端与所述接地端连接；

所述第一指示灯和所述第二指示灯串接在所述D触发器的第二输出端与所述第八电阻器件的连接点与接地端之间，当所述第二输出端输出高电平时，所述第一指示灯亮，表示无电压输出到所述终端，当所述第二输出端输出低电平时，所述第二指示等亮，表示有电压输出到所述终端。

结合本发明第一方面以及第一方面的第一种至第七种可能的实现方式，在本发明第一方面的第八种可能的实现方式中，所述开关控制模块包括：第四场效应管和第五场效应管；

所述第四场效应管的栅极与所述D触发器的所述第一输出端连接，所述第四场效应管的源极与所述接地端连接，所述第四场效应管的漏极与所述第五场效应管的栅极连接，所述第五场效应管的漏极与所述终端的输入电源连接，所述第五场效应管的源级与所述外部电源连接；

当所述D触发器的第一输出端输出低电平时，所述第四场效应管与所述第五场效应管均截止，所述终端断电关机，当所述D触发器的第二输出端输出高电平时，所述第四场效应管与所述第五场效应管均导通，所述终端上电开机。

结合本发明第一方面的第八种可能的实现方式，在本发明第一方面的第九种可能的实现方式中，所述开关控制模块还包括：

第十一电阻器件，用于串接在所述第四场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极之间；

第九电容器件，所述第九电容器件的第一端与所述第五场效应管的漏极连接，所述第九电容器件的第二端与所述接地端连接；

第十二电阻器件，所述第十二电阻器件的第一端与所述第五场效应管的栅极连接，所述第十二电阻器件的第二端与所述外部电源连接；

第八电容器件，并联在所述第十二电阻器件两端。

结合本发明第一方面的第九种可能的实现方式，在本发明第一方面的第十种可能的实现方式中，所述充放电控制模块包括：第一场效应管、第二晶体管、第三晶体管、第七电阻器件、第四电容器件、第二二极管；

所述第二晶体管的基级与所述MCU连接，所述第二晶体管的发射极与所述接地端连接，所述第二晶体管的集电极与所述第一场效应管的栅极连接；

所述第三晶体管的基极与所述MCU连接，所述第三晶体管的发射极与所述第一二极管的负极连接，所述第三晶体管的集电极通过所述第七电阻器件与所述接地端连接；

所述第一场效应管的栅极与所述第二晶体管的集电极连接，所述第一场效应管的源极与所述输入电源连接，所述第一场效应管的漏极分别与所述第四电容器件和所述第二二极管的正极连接；

所述第四电容器件的第一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第四电容器件的第二端与所述接地端连接；

所述第二二极管的第一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二二极管的第二端与所述第三晶体管的发射极连接。

结合本发明第一方面的第十种可能的实现方式，在本发明第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述充放电控制模块还包括：第三电阻器件、第三电容器件、第五电阻器件、第四电阻器件、第六二电阻器件；

所述第五电阻器件串接在所述第二晶体管的集电极和所述第一场效应管的栅极之间；

所述第三电容器件的第一端与所述输入电源连接，所述第三电容器件的第二端与所述第五电阻器件连接；

所述第三电阻器件并联在所述第三电容器件的两端；

所述第四电阻器件串联在所述第一场效应管的漏极与所述第二二极管之间；

所述第六电阻器件串联在所述第二晶体管的基级与所述MCU之间。

本发明实施例的开关机电路，能够实现按压按键时对终端进行开机、关机以及在关机过程中将数据保存，由于开关机电路的各个模块由一些分立的简单器件组成，不需要单片机实现，从而降低了开关机电路的成本，另外整个电路不需要增加额外的软件进行控制，实现简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种通过单片机实现开关机逻辑电路的原理示意图；

图2为本发明开关机电路实施例一的结构示意图；

图3为本发明开关机电路实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明开关机电路实施例一的结构示意图，本实施例的开关机电路可以应用在TC、机顶盒、播放器等需要实现轻触按键功能的终端中。如图2所示，本实施例提供的开关机电路包括：按键模块11、输入模块12、非门模块13、触发器模块14、开关控制模块15以及充放电控制模块16。

其中，按键模块11，用于根据压按的触发输出按键信号，该按键信号为低电平；输入模块12，分别与按键模块11和开关机电路控制的终端的微控制单元(Micro Control Unit，简称MCU)连接，用于根据按键信号以及MCU输出的控制信号输出脉冲信号，该控制信号的电平与按键信号相同；充放电控制模块16，分别与非门模块13的输入端以及MCU连接，用于在终端开机时进行充电，在终端关机时进行放电以控制非门模块13对脉冲信号取反的时间，使MCU在该时间内保存数据；所述非门模块13与输入模块12的输出端连接，用于对输入模块12输出的脉冲信号取反得到时钟信号；所述触发器模块14，与非门模块13的输出端连接，用于根据非门模块13输出的时钟信号输出开关信号，触发器模块14在初始状态下输出的开关信号为低电平，当终端开机时，触发器模块14在时钟信号的控制下输出的开关信号由低电平变为高电平，当终端关机时，触发器模块14在时钟信号的控制下输出的开关信号由高电平变为低电平；开关控制模块15，与触发器模块14的输出端连接，用于在触发器模块14输出高电平时，向终端输出供电信号以控制终端开机，在触发器模块14输出低电平时，停止向终端输出供电信号以控制终端关机。

以下具体介绍本实施例的开关机电路的工作原理：

当终端插上外部电源时，触发器模块14输出低电平，当触发器模块14输出低电平时，开关控制模块15在低电平的作用下断开，开关控制模块15停止向终端输出供电信号，这时终端处于关机状态。

当第一次按下按键模块11的按键后，按键模块11输出的按键信号为低电平。在终端插上外部电源后，或终端正常上点工作时，若没有压按按键模块11的按键，按键信号和控制信号都为高电平，即输入模块12的两个输入端输入的均为高电平，输入模块12输出的脉冲信号为高电平。当压按按键时，按键模块11输出低电平，按键信号的电平与控制信号相同，所以控制信号也为低电平，当按键信号与控制信号都为低电平时，输入模块12输出的脉冲信号为低电平，经非门模块13取反后变为高电平。当非门模块13输出高电平时，触发器模块14的时钟信号端接收的时钟信号为高电平，该时钟信号用于控制触发器模块14的输出信号发生翻转，信号的翻转即信号由高电平变为低电平或由低电平变为高电平。触发器模块14在高电平的时钟信号的控制下，其输出的开关信号由低电平变为高电平，当触发器模块14向开关控制模块15输出高电平时，开关控制模块15正常工作，并向终端输出供电信号，终端上电处于正常工作状态。在终端开机的过程中，充放电控制模块16进行充电。

在终端正常工作状态下，如果要关机，按下按键模块11上的按键，当按键按下时，按键模块11输出的按键信号为低电平，MCU检测到该按键信号为低电平，则控制终端进入关机流程，保存终端的相关数据，输入模块12与MCU通过通用I/O端口(General-Purpose Input/Output Ports，简称GPIO)连接。当按键弹起时，按键模块11输出高电平，也就是按键信号和控制信号都为高电平。在按键从按下到弹起的时间内，充放电控制模块16进行放电，具体地，当按下按键后，GPIO接口输出低电平，使得充放电控制模块16开始放电。当充放电控制模块16放电时非门模块13的输入端的电压开始降低，充放电控制模块16的放电时间应使得按键从按下到弹起之前，非门模块13的输入端的电压不会降低到小于非门模块13的门限电压。该门限电压为非门模块13的数据发生翻转的电压，若非门模块13的输入电压大于该门限电压，非门模块13不会发生数据翻转，若非门模块13的输入电压小于该门限电压，非门模块13将发生数据翻转。

假设按键从按下到弹起之前，非门模块13的输入电压降低到小于该门限电压，那么非门模块13的输出的时钟信号就会发生翻转，时钟信号由低电平变为高电平，触发器模块14在高电平的时钟信号的控制下，其输出的开关信号发生翻转，即开关信号由高电平变为低电平，当触发器模块14向开关控制模块15输出低电平时，开关控制模块15断开，停止向终端输出供电信号，终端断电。而此时MCU还未将数据保存完成，为了使MCU有时间保存数据，充放电控制模块16的放电时间应使得按键从按下到弹起之前，非门模块13的输入端的电压不会降低到小于非门模块13的门限电压，那么非门模块13的输出不会翻转，终端不会断电。

本实施例的方法，当MCU保存完数据后，MCU输出低电平，按键信号和控制信号都变为低电平，输入模块12输出低电平。此时充放电控制模块16放电完成，非门模块13的输入端的电压很快会降低到小于门限，非门模块13的输出由低电平变为高电平，终端断电。

本实施例提供的开关机电路，能够实现按压按键时对终端进行开机、关机以及在关机过程中将数据保存，由于开关机电路的各个模块由一些分立的简单器件组成，不需要单片机实现，从而降低了开关机电路的成本。

图3为本发明开关机电路实施例二的结构示意图，本实施例在上述实施例一的基础上对各个模块的具体实现方式进行详细说明，具体电路图请参照图3所示。

本实施例中，输入模块12包括：与门电路U1A和第一二级管D1；与门电路U1A的第一输入端与按键模块11上的按键S1连接，与门电路U1A的第二输入端与终端的MCU连接，与门电路U1A的输出端与第一二极管D1的正极连接，并且与门电路U1A的第一输入端与第二输入端连接。第一二极管D1的负极与非门模块13连接，非门模块13包括非门电路U2A。MCU用于检测按键S1的输入，并且根据按键S1的输入信号输出控制信号，第一二极管D1主要是为了防止反向电流的流入，第一二极管D1为肖特基二极管。

本实施例中，与门电路U1A的第一输入端和第二输入端连接在一起，所以与门电路U1A的连个输入端的电平相同，也就是说按键信号与控制信号相同，因此，与门电路U1A共有两种输入：11和00，逻辑1表示高电平，逻辑1表示低电平，当与门电路U1A的输入为11时，与门电路U1A的输出的脉冲信号为高电平，当与门电路U1A的输入为00时，与门电路U1A的输出的脉冲信号为低电平。

输入模块12还可以包括：第一电容器件C1、第一电阻器件R1，第二电容器件C2和第二电阻器件R2。其中，第一电容器件C1的第一端与外部电源连接，第一电容器件C1的第二端与接地端连接，图3中的A5V表示外部电源的输入，外部电源可以为适配器电源；第一电阻器件R1的第一端与与门电路U1A的第二输入端连接，第一电阻器件R1的第二端与外部电源连接；第二电容器件C2的第一端与与门电路U1A的第二输入端连接，第二电容器件C2的第二端与接地端连接；第二电阻器件R2的第一端与按键模块11连接，第二电阻器件R2的第二端与与门电路U1A的第一输入端连接，第二电阻器件R2具体与按键模块11的按键S1连接。

本实施例中，触发器模块14可以包括：D触发器、第七电容器件C7、第十电阻器件R10、第六电容器件C6、第九电阻器件R9。D触发器的第一输入端CLK与非门模块13连接，D触发器的第一输出端Q与开关控制模块15连接，D触发器的第二输入端D与D触发器的第二输出端连接；D触发器的清零端通过第九电阻器件R9与外部电源连接；第六电容器件C6的第一端与D触发器的清零端连接，第六电容器件C6的第二端与接地端连接；D触发器的复位端通过第十电阻器件R10与外部电源连接；第七电容器件C7的第一端与外部电源连接，第七电容器件C7的第二端与接地端连接。D触发器的VDD端与外部电源连接，D触发器的GND端与接地端连接。D触发器为上升沿有效，当第一输入端CLK的输入电平由低电平变为高电平时，D触发器的第一输出端Q的输入电平发生翻转，D触发器的第二输出端的电平与第一输出端Q的相反。

优选的，第六电容器件C6的电容大于第七电容器件C7，这样是为了保证在外部电源上电后，触发器模块14默认输出为低电平。

可选地，触发器模块14还包括：第八电阻器件R8、第五电容器C5、第一指示灯和第二指示灯。第八电阻器件R8串联在D触发器的第二输入端D与第二输出端之间；第五电容器C5分别与D触发器的第二输入端D和接地端连接；第一指示灯和第二指示灯串接在D触发器的第二输出端与第八电阻器件R8的连接点与接地端之间，当第二输出端输出高电平时，第一指示灯亮，表示无电压输出到终端，当第二输出端输出低电平时，第二指示等亮，表示有电压输出到终端。其中，第一指示灯为红灯，第二指示灯为绿灯，当第一指示灯亮时，第二指示灯灭，当第一指示灯灭时，第二指示灯亮。

本实施例中，开关控制模块15包括：第四场效应管Q4和第五场效应管Q5；第四场效应管Q4的栅极G与D触发器的第一输出端Q连接，第四场效应管Q4的源极S与接地端连接，第四场效应管Q4的漏极D与第五场效应管Q5的栅极G连接，第五场效应管Q5的漏极D与终端的输入电源连接，第五场效应管Q5的源级S与外部电源连接；当D触发器的第一输出端Q输出低电平时，第四场效应管Q4与第五场效应管Q5均截止，终端断电关机，当D触发器的第一输出端Q输出高电平时，第四场效应管Q4与第五场效应管Q5均导通，终端上电开机。

开关控制模块15还包括：第十一电阻器件R11、第九电容器件C9、第十二电阻器件R12、第八电容器件C8。第十一电阻器件R11串接在第四场效应管Q4的漏极G与第五场效应管Q5的源极S之间；第九电容器件C9的第一端与第五场效应管Q5的漏极D连接，第九电容器件C9的第二端与接地端连接；第十二电阻器件R12的第一端与第五场效应管Q5的栅极G连接，第十二电阻器件R12的第二端与外部电源连接；第八电容器件C8并联在第十二电阻器件R12两端。

本实施例中，充放电控制模块16与输入模块12的输出端以及MCU连接。通过设置充放电控制模块16能够实现在按下按键关机时，及时的将数据保存，然后终端才断电。具体地，充放电控制模块16包括：第一场效应管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第七电阻器件R7、第四电容器件C4、第二二极管D2。

其中，第二晶体管Q2的基级B与MCU连接，第二晶体管Q2的发射极E与接地端连接，第二晶体管Q2的集电极C与第一场效应管Q的栅极G连接。第三晶体管Q3的基极B与MCU连接，第三晶体管Q3的发射极E与第一二极管D1的负极连接，第三晶体管Q3的集电极C通过第七电阻器件R7与接地端连接。第一场效应管Q1的栅极G与第二晶体管Q2的集电极C连接，第一场效应管Q1的源极S与输入电源连接，第一场效应管Q1的漏极D分别与第四电容器件C4和第二二极管D2的正极连接；第四电容器件C4的第一端与第一场效应管Q1的漏极D连接，第四电容器件C4的第二端和接地端连接；第二二极管D的第一端与第一场效应管Q1的漏极D连接，第二二极管D的第二端与第三晶体管Q3的发射极E连接。

进一步地，充放电控制模块16还包括：第三电阻器件R3、第三电容器件C3、第五电阻器件R5、第四电阻器件R4、第六电阻器件R6。第五电阻器件R5串接在第二晶体管Q2的集电极C和第一场效应管Q1的栅极G之间；第三电容器件C3的第一端与输入电源连接，第三电容器件C3的第二端与第五电阻器件R5连接；第三电阻器件R3并联在第三电容器件C3的两端；第四电阻器件R4串联在第一场效应管Q1的漏极D与第二二极管D2之间；第六电阻器件R6串联在第二晶体管Q2的基级B与MCU之间。

简单介绍一下充放电控制模块16的工作原理，当开机时按下按键S1，Q2导通，Q1导通，对C4充电，此时Q3截止。当终端执行关机命令时候，GPIO_D/S拉低，即MCU输出低电平，Q1和Q2均截止，Q3导通，C4通过D2和Q3所在的通路放电，当D2的负极电平达到非门模块13的输入翻转条件时，非门模块13的输出逻辑的翻转，非门模块由低电平变为高电平。当终端出现故障时，通过长按按键S1同样能够拉低GPIO_D/S，以实现关机。

以下将具体说明本实施例提供的开关机电路的工作原理：在插上外部电源后，D触发器通过预置参数的设置输出低电平，控制Q4和Q5截止，D触发器的Q端输出低电平，D触发器的输出高电平，同时点亮第一指示灯，此时，没有电压输出给终端，与门电路U1A输出高电平，非门U2A输出低电平，D触发器的CLK管脚为低电平，D触发器的输出端不会发生翻转，第三晶体管Q3处于截止状态。当第一次按下按键S1，按键信号和控制信号都为低电平，与门电路U1A输出低电平，经非门U2A反向后，输出高电平至D触发器的CLK管脚，使D触发器的数据翻转，即D触发器的Q端由低电平变为高电平，当Q端输出高电平时，第四场效应管Q4和第五场效应管Q5导通，同时点亮第二指示灯，指示已为终端提供供电信号。图3中终端的输入电源用5V0-MOS表示，在终端上电后，输入电源5V0-MOS为高电平，使得第一场效应管Q1和第二晶体管Q2导通，并通过第四电阻器件R4给第四电容器件C4充电，由于第三晶体管Q3基级上拉5V，所以第四电容器件C4充满电后，第三晶体管Q3仍然处于截止状态，此时终端处于上电正常工作状态。

在终端处于正常工作状态下，如果要实现关机，此时按下按键S1，与门电路U1A的输出端输出低电平，但由于与门电路U1A串联有第一二极管D1，并且与门电路U1A的后面接有已充满电的大电容第四电容器件C4，所以非门U2A的输入端的电压不会瞬间降为0，同时MCU通过GPIO接口(图3中用GPIO-D/S标示GPIO接口)检测到按键S1按下去的低电平，确定终端进入关机流程，MCU保存数据。按键S1输出的低电平使得第三晶体管Q3导通，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2截止。第一场效应管Q1截止后，第四电容器件C4通过第二二级管D2、第三晶体管Q和第七电阻器件R7这条通路放电。第四电容器件C4放电的过程中，MCU在保存数据，在按键弹起后(按键信号变为高电平)，C4停止放电，通过控制C4的放电时间使得MCU在保存数据的过程中，非门U2A的输入端的电压并不会降低到低于非门U2A的门限电压，终端并不会断电，直至MCU将数据保存完后，MCU通过输出低电平使与门电路U1A输出低电平。当MCU输出低电平后，第三晶体管Q3的射级E电压降低到小于非门模块13的门限电压时，非门U2A的输出由低电平变为高电平，非门U2A输出高电平，Q3的射级E的电压与D2负极电压相等，也就是说D2负极电压降低到小于非门模块13的门限电压。当非门U2A输出高电平时，D触发器的第一输出端Q输出高电平，使得第四场效应管Q4和第五场效应管Q5均截止，终端断电，完成关机。

当终端出现故障时，例如死机的情况下，可通过长按按键S1实现强行下电关机。在终端死机时，MCU无法检测到按键S1按下去的低电平，此时长按住按键S1效果等同与上述正常关机时候MCU检测到按键S1输入低电平，后续关机过程与正常关机一样，故不再赘述。

本实施例提供的开关机电路，能够实现按压按键时对终端进行开机、关机以及在关机过程中将数据保存，由于开关机电路的各个模块由分立的一些简单器件组成，不需要单片机就能实现，从而降低了开关机电路的成本，而且不需要额外的软件进行控制，实现简单。进一步地，本实施例的电路，还能够在终端出现异常的情况下，通过长按按键来实现关机。

需要说明的是，本发明各实施例提到的“连接”一词可以是通过导线直接相连，也可以是通过一个或多个第三方元件相连，本实施例对此不作限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种开关机电路，其特征在于，包括：按键模块、输入模块、充放电控制模块、非门模块、触发器模块以及开关控制模块；

所述按键模块，用于根据压按的触发输出按键信号，所述按键信号为低电平；

所述输入模块，分别与所述按键模块和所述开关机电路控制的终端的微控制单元MCU连接，用于根据所述按键模块输出的所述按键信号以及所述MCU输出的控制信号输出脉冲信号，所述控制信号的电平与所述按键信号相同；

所述充放电控制模块，分别与所述非门模块的输入端以及所述MCU连接，用于在所述终端开机时进行充电，在所述终端关机时进行放电以控制所述非门模块对所述脉冲信号取反的时间，使所述MCU在所述时间内保存数据；

所述非门模块，与所述输入模块的输出端连接，用于对所述输入模块输出的所述脉冲信号取反得到时钟信号；

所述触发器模块，与所述非门模块的输出端连接，用于根据所述非门模块输出的所述时钟信号输出开关信号，所述触发器模块在初始状态下输出的所述开关信号为低电平，当所述终端开机时，所述触发器模块在所述时钟信号的控制下输出的所述开关信号由低电平变为高电平，当所述终端关机时，所述触发器模块在所述时钟信号的控制下输出的所述开关信号由高电平变为低电平；

所述开关控制模块，与所述触发器模块的输出端连接，用于在所述触发器模块输出高电平时，向所述终端输出供电信号以控制所述终端开机，在所述触发器模块输出低电平时，停止向所述终端输出供电信号以控制所述终端关机。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述终端关机时，所述充放电控制模块放电以控制所述非门模块对所述脉冲信号取反的时间，包括：

所述充放电控制模块根据所述按键信号开始放电，当所述充放电控制模块放电时所述非门模块的输入端的电压开始降低，所述充放电控制模块的放电时间应使得所述MCU在保存数据完成之前，所述非门模块的输入端的电压不会降低到小于所述非门模块的门限电压。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述输入模块包括：与门电路和第一二级管；

所述与门电路的第一输入端与所述按键模块连接，所述与门电路的第二输入端与所述MCU连接，所述与门电路的输出端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述非门模块和所述充放电控制模块连接，所述与门电路的第一输入端与第二输入端连接，以使所述控制信号的电平与所述按键信号电平相同。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述输入模块还包括：

第一电容器件，所述第一电容器件的第一端与外部电源连接，所述第一电容器件的第二端与接地端连接；

第一电阻器件，所述第一电阻器件的第一端与所述与门电路的第二输入端连接，所述第一电阻器件的第二端与所述外部电源连接；

第二电容器件，所述第二电容器件的第一端与所述与门电路的第二输入端连接，所述第二电容器件的第二端与所述接地端连接；

第二电阻器件，所述第二电阻器件的第一端与所述按键模块连接，所述第二电容器件的第二端与所述与门电路的第一输入端连接。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一二极管为肖特基二极管。

6.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述触发器模块包括：D触发器件、第七电容器件、第十电阻器件、第六电容器件、第九电阻器件；

所述D触发器的第一输入端与所述非门模块连接，所述D触发器的第一输出端与所述开关控制模块连接，所述D触发器的第二输入端与所述D触发器的第二输出端连接；

所述D触发器的清零端通过所述第九电阻器件与外部电源连接；

所述第六电容器件的第一端与所述D触发器的清零端连接，所述第六电容器件的第二端与接地端连接；

所述D触发器的复位端通过所述第十电阻器件与所述外部电源连接；

所述第七电容器件的第一端与所述外部电源连接，所述第七电容器件的第二端与所述接地端连接。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第六电容器件的电容大于所述第七电容器件。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述触发器模块还包括：第八电阻器件、第五电容器件、第一指示灯和第二指示灯；

所述第八电阻器件串联在所述D触发器的第二输入端与第二输出端之间；

所述第五电容器件的第一端与所述D触发器的第二输入端连接，所述第五电容器件的第二端与所述接地端连接；

所述第一指示灯和所述第二指示灯串接在所述D触发器的第二输出端与所述第八电阻器件的连接点与接地端之间，当所述第二输出端输出高电平时，所述第一指示灯亮，表示无电压输出到所述终端，当所述第二输出端输出低电平时，所述第二指示等亮，表示有电压输出到所述终端。

9.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述开关控制模块包括：第四场效应管和第五场效应管；

所述第四场效应管的栅极与所述D触发器的所述第一输出端连接，所述第四场效应管的源极与接地端连接，所述第四场效应管的漏极与所述第五场效应管的栅极连接，所述第五场效应管的漏极与所述终端的输入电源连接，所述第五场效应管的源级与外部电源连接；

当所述D触发器的第一输出端输出低电平时，所述第四场效应管与所述第五场效应管均截止，所述终端断电关机，当所述D触发器的第二输出端输出高电平时，所述第四场效应管与所述第五场效应管均导通，所述终端上电开机。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括：

第十一电阻器件，用于串接在所述第四场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极之间；

第九电容器件，所述第九电容器件的第一端与所述第五场效应管的漏极连接，所述第九电容器件的第二端与所述接地端连接；

第十二电阻器件，所述第十二电阻器件的第一端与所述第五场效应管的栅极连接，所述第十二电阻器件的第二端与所述外部电源连接；

第八电容器件，并联在所述第十二电阻器件两端。

11.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述充放电控制模块包括：第一场效应管、第二晶体管、第三晶体管、第七电阻器件、第四电容器件、第二二极管；

所述第二晶体管的基级与所述MCU连接，所述第二晶体管的发射极与接地端连接，所述第二晶体管的集电极与所述第一场效应管的栅极连接；

所述第三晶体管的基极与所述MCU连接，所述第三晶体管的发射极与所述第一二极管的负极连接，所述第三晶体管的集电极通过所述第七电阻器件与所述接地端连接；

所述第一场效应管的栅极与所述第二晶体管的集电极连接，所述第一场效应管的源极与所述输入电源连接，所述第一场效应管的漏极分别与所述第四电容器件和所述第二二极管的正极连接；

所述第四电容器件的第一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第四电容器件的第二端与所述接地端连接；

所述第二二极管的第一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二二极管的第二端与所述第三晶体管的发射极连接。

12.根据权利要求11所述的电路，其特征在于，所述充放电控制模块还包括：第三电阻器件、第三电容器件、第五电阻器件、第四电阻器件、第六电阻器件；

所述第五电阻器件串接在所述第二晶体管的集电极和所述第一场效应管的栅极之间；

所述第三电容器件的第一端与所述输入电源连接，所述第三电容器件的第二端与所述第五电阻器件与所述第一场效应管的栅极连接的端子连接；

所述第三电阻器件并联在所述第三电容器件的两端；

所述第四电阻器件串联在所述第一场效应管的漏极与所述第二二极管之间；

所述第六电阻器件串联在所述第二晶体管的基级与所述MCU之间。