CN104516297A

CN104516297A - 一种基于rtc的定时开关机电路

Info

Publication number: CN104516297A
Application number: CN201410838983.6A
Authority: CN
Inventors: 王欣; 夏博
Original assignee: XI'AN KEYWAY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: XI'AN KEYWAY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-04-15

Abstract

本发明一种基于RTC的定时开关机电路涉及一种开关机控制电路，尤其涉及一种基于RTC的智能定时开关机电路。该装置适用于无人值守的数据采集及监控等领域。其包括相互连接配合的实时时钟模块和电源控制模块。本发明的有益结果是，电路在关机状态下关闭了电源，使后端系统的功耗几乎为零。当指定开机时间到达时，可以实现自动开机。当任务执行完成后自动关机。同时，定时开机时间灵活，既可以是单点时间，也可以周期时间（分钟、小时、星期、月、日、年或以上的任意组合）。同时，设置完成后，不需要CPU参与即可工作，系统结构简单，使用灵活。

Description

一种基于RTC的定时开关机电路

技术领域

本发明涉及一种开关机控制电路，尤其涉及一种基于RTC的智能定时开关机电路。该装置适用于无人值守的数据采集及监控等领域。

背景技术

在无人值守的数据采集及监控行业（如海洋背景噪声采集、深海信号采集、气象信号采集等），设备通常都被应用在无人值守的环境，并且按照事先设定好的任务信息进行工作。同时这些应用环境中，设备通常都是使用电池供电。为了使设备在固定的电池容量的情况下工作更长时间，需要设备按照指定时间或者周期性的启动工作，并且在工作完成后及时进入低功耗模式。

在某些需要周期性定时启动的设备中（例如上下课铃、路灯、广播等），设备通常都需要在指定的时间周期性的启动并且工作一段时间，而这类设备通常工作时不需要CPU参与，只需要按照事先设定好的时间启动工作即可。这就需要一种电路设定完成后不需要CPU参与即可周期性的上电工作。

现有技术中一般使用如下两种电路来解决上述问题：

一是采用基于带有RTC的CPU或RTC+CPU的电路。在设备不工作时使CPU处于待机状态，在指定的时间到来时，唤醒设备工作。该方案虽然可以完成定时开关机功能，但是CPU在待机状态时，设备仍然处于工作状态，仍然还有很大的功耗，故无法满足低功耗应用需求。同时定时开关机功能依赖于CPU实现，无法满足无CPU系统中应用的需求。

二是采用基于RTC、CPU、和电源控制电路组成的系统来实现定时开关机功能。该方案由CPU对RTC进行参数设置，并控制RTC在不同的工作状态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，该状态指示信号经过上电锁存模块后控制电源控制模块开启或切断系统电源，从而完成系统的定时开机和定时关机功能。该方案虽然达到了定时开关机并切断系统电源的目的，但是其工作过程中需要CPU不断的对RTC模块进行控制，切换其工作状态，增加了系统的复杂度。无法应用于无CPU的场合。且其电源控制电路由分立元件组成，降低了系统的稳定性及可靠度。

因此现有的定时开关机电路工作时或无法完成超低的待机功耗、或者需要CPU参与，无法兼顾无CPU的应用场合。

发明内容

为了克服以上不足，本发明旨在提供一种基于RTC的定时开关机电路，该电路可以实现设备在待机时切断系统电源关机，在定时时间到来时，开机启动系统工作的功能。同时也具备有CPU时按照CPU设置时间定时开关机，无CPU时按照设定周期性开关机的功能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于RTC的定时开关机电路，其包括相互连接配合的实时时钟模块（即RTC模块）和电源控制模块。

本电路的RTC模块可以由RTC模块SD2405实现，其它具有类似功能的RTC模块也可实现此功能。

在一个优选的实施例中，本发明所述的基于RTC的定时开关机电路由相互连接配合的实时时钟模块和电源控制模块组成，所述的实时时钟模块在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，并将这些信号传送给电源控制模块，电源控制模块接收到信号后开启或切断电源。

在另一个优选的实施例中，本发明所述的基于RTC的定时开关机电路由相互连接配合的CPU模块、实时时钟模块和电源控制模块组成，CPU连接实时时钟模块进行参数设置，实时时钟模块根据CPU设置的参数进入相应的定时工作模式，并在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，并将这些信号传送给电源控制模块，电源控制模块接收到信号后开启或切断电源。

在上述任一优选实施例中，所述的电源控制模块可以是包括一个带低电平置位的D触发器，三极管和MOS管；所述的D触发器与实时时钟模块互相连接配合；并且三极管和MOS管组成输出控制电路，该输出控制电路的输入端与所述的D触发器的输出端连接。

更优选地，所述的D触发器接收实时时钟模块在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，分别对应地输出高电平或低电平，使三极管和MOS管组成输出控制电路导通或不导通。

或者进一步优选地，所述的输出控制电路的输出端与电源相连。

或者进一步优选地，所述的电源控制模块还包括与所述的D触发器连接的上电复位电路，它由相互连接的电阻和电容组成。

在一个优选的实施例中，本发明所述的基于RTC的定时开关机电路利用SD2405AL的/INT输出引脚作为开机脉冲信号，配合一个带低电平置位的D触发器。在使用时，将D触发器的/PRE引脚与SD2405AL的/INT输出引脚连接。将D触发的CLK信号引出，作为关机脉冲信号。将D触发器的DATA硬件直接接在低电平上。即可使系统具备以时间进行休眠和唤醒功能。整个系统的真值表和使用时的情况分析如下表所示：

本发明的有益结果是，电路在关机状态下关闭了电源，使后端系统的功耗几乎为零。当指定开机时间到达时，可以实现自动开机。当任务执行完成后自动关机。同时，定时开机时间灵活，既可以是单点时间，也可以周期时间（分钟、小时、星期、月、日、年或以上的任意组合）。同时，设置完成后，不需要CPU参与即可工作，系统结构简单，使用灵活。

附图说明：

图1为实施例一的电路图。

图2为实施例二的电路图。

图3为实施例三的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详细举例说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本发明的一种基于RTC的定时开关机电路，其包括相互连接配合的实时时钟模块（即RTC模块）和电源控制模块，它们共同作用控制电路在指定时间开机工作，在接收到关机脉冲后关机。

所述的实时时钟模块在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，并将这些信号传送给电源控制模块，电源控制模块接收到信号后开启或切断电源。

在本实施例中，所述的RTC模块可以由RTC模块SD2405AL实现，其它具有类似功能的RTC模块也可实现此功能。所述的电源控制模块由一个带低电平置位的D触发器（本实施例中选用SN74AC74PWR，也可以选用具有所述功能的其它产品）以及分别与之连接的上电复位电路，输出控制电路组成。其中所述的上电复位电路由相互连接的电阻R3和电容C1组成。所述的输出控制电路由三极管U4和MOS管U1组成。

本实施例利用SD2405AL的/INT输出引脚作为开机脉冲信号，配合一个带低电平置位的D触发器。在使用时，将D触发器的/PRE引脚与SD2405AL的/INT输出引脚连接。将D触发的CLK信号引出，作为关机脉冲信号。将D触发器的DATA硬件直接接在低电平上。即可使系统具备以时间进行休眠和唤醒功能。

当电路工作时，首先对RTC模块进行开机时间设置（该开机时间可以是一次准确的时间，也可以是周期性的时间）。设置完成后，系统重新上电。

然后由R3和C1组成的上电复位电路对D触发器U2的输出复位，复位后U2的5脚输出为低电平，U2的5脚与三极管U4的基极1脚相连，若U2的5脚为低电平，则三极管U4截止。三极管U4的发射极与MOS管U1的栅极4脚连接，若U4截止，则U1的栅极为高电平，此时MOS管U1截止，电源输入VIN与电源输出VOUT不导通，系统电源关闭。当设定的开机时间到来时，RTC模块/INT 端11脚产生开机脉冲信号输出。此信号连接至电源控制模块中的D触发器U2的PER端4脚，当开机脉冲到来时，U2的输出5脚被置位为高电平。三极管U4导通，则U1的栅极为低电平,MOS管U1导通。电源输入VIN与电源输出VOUT导通，系统电源打开。当系统执行完指定任务后，产生关机脉冲，此信号连接至D触发器U2的CLK端3脚，由于D触发器U2的DATA引脚被连接到的GND上。当关机脉冲的上升沿到来时，D触发器U2的5脚被设定为低电平，三极管U4和MOS管U1截止，系统电源被关闭。

本实施例中的J1为调试跳线端子，当将J1短接，则触发系统开机，可以进行开关机时间的设置。

若RTC模块被设置为周期模式、则每到设定周期到来时，RTC模块产生开机脉冲，启动系统工作。若RTC被设置为单次模式，则工作完成后，需要重新设置下次启动时间。

该电路工作稳定可靠，由于系统的开关机都是使用边沿触发，不会因为干扰的原因意外开机和关机，所以系统具有很高可靠性。同时，定时开机时间灵活，既可以是单点时间，也可以周期时间（分钟、小时、星期、月、日、年或以上的任意组合）。同时，设置完成后。不需要CPU参与即可工作。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例还包括一个与RTC相互连接配合的CPU模块，此外输出控制电路的输出端VOUT与电源VCC相连。

所述的CPU模块用于设置系统的开关机时间并完成指定任务，其电源由本定时开关机电路提供。当系统首次上电后，首先CPU模块通过RTC设置其下次开机时间，设置完成后系统断电。系统处于断电待机状态。当指定的开机时间到来时，本定时开关机电路触发电源控制模块上电，CPU模块开始工作。当CPU模块处理完其工作任务后，其设置下次开机时间并产生一个下降沿的关机信号。系统重新进入断电待机状态，此为一个工作循环。CPU模块也可设置为周期定时启动，此时CPU模块处理完其工作任务后，不需要设置下次开机时间即可产生关机信号。

实施例三

本实施例与实施例二基本相同，区别在于本实施例中没有设置CPU模块。此外本实施例中电源VCC后端与用电系统和555定时器电路连接。

首先由CPU通过RTC设置系统周期启动的时间。设置完成后，则不再需要CPU，即去除CPU。当系统上电后，系统首先处于断电待机状态。当指定的开机时间到来时，本定时开关机电路触发电源控制模块上电，后端用电系统和555定时器电路开始工作。当系统按照555定时器规定的定时时间完成工作后，555定时器产生下降沿的关机信号，系统重新进入断电待机状态，此为一个工作循环。系统的定时开机周期可以设置为按秒、分钟、小时、天、星期、月、年来循环工作，不需要CPU的参与。可以广泛用于定时广播、上下课铃声等需要定时周期工作的场合。

Claims

1.一种基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：包括相互连接配合的实时时钟模块和电源控制模块。

2.如权利要求1所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：由相互连接配合的实时时钟模块和电源控制模块组成，所述的实时时钟模块在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，并将这些信号传送给电源控制模块，电源控制模块接收到信号后开启或切断电源。

3.如权利要求1所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：由相互连接配合的CPU模块、实时时钟模块和电源控制模块组成，CPU连接实时时钟模块进行参数设置，实时时钟模块根据CPU设置的参数进入相应的定时工作模式，并在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，并将这些信号传送给电源控制模块，电源控制模块接收到信号后开启或切断电源。

4.如权利要求2或3所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：所述的电源控制模块包括一个带低电平置位的D触发器，三极管和MOS管；所述的D触发器与实时时钟模块互相连接配合；并且三极管和MOS管组成输出控制电路，该输出控制电路的输入端与所述的D触发器的输出端连接。

5.如权利要求4所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：所述的D触发器接收实时时钟模块在不同的工作模态下输出相应的“开机”或“关机”状态指示信号，分别对应地输出高电平或低电平，使三极管和MOS管组成输出控制电路导通或不导通。

6.如权利要求4或5所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：所述的输出控制电路的输出端与电源相连。

7.如权利要求4或5所述的基于RTC的定时开关机电路，其特征在于：所述的电源控制模块还包括与所述的D触发器连接的上电复位电路，它由相互连接的电阻和电容组成。