CN107066021B - 一种按键复用电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按键复用电路及电子设备，该按键复用电路包括按键、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一开关、按键信号输出端、开关机信号控制端和开关机信号输出端，按键连接在第一连接点和按键复用电路的电源端之间；第一二极管连接在第一连接点和开关机信号输出端之间，第二二极管连接在开关机信号控制端和开关机信号输出端之间，第一二极管和第二二极管的阴极相连；第一连接点与第一开关的控制端连接，第一开关和第一电阻串联连接在电源端和按键复用电路的接地端之间，第一开关和第一电阻之间的电位点与按键信号输出端连接。通过本发明的按键复用电路，可以实现了按键功能复用，减小电路占用空间，降低硬件成本。

Description

一种按键复用电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，更具体地，本发明涉及一种按键复用电路及电子设备。

背景技术

按键是电子设备中最常用的交互元件，是主要的操作控制手段。在现有技术中，通常是通过对应的按键来分别控制电子设备实现开机、关机、复位和其他控制功能。但是，由于按键体积大、占空间多、价格高，而电子设备体积越来越小、价格压力越来越大，因此，采用多个按键对电子设备进行相应的功能控制，不仅影响电子设备的尺寸，而且增加电子设备的成本，还使得电子设备的电路结构更加复杂。

因此，提供一种按键复用电路是十分有价值的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种按键复用电路的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种按键复用电路，包括按键、第一电源端、第二电源端、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一开关、按键信号输出端、开关机信号控制端和开关机信号输出端，所述按键连接在第一连接点和所述第一电源端之间；所述第一二极管连接在所述第一连接点和所述开关机信号输出端之间，所述第二二极管连接在所述开关机信号控制端和所述开关机信号输出端之间，所述第一二极管和所述第二二极管的阴极相连；所述第一连接点与所述第一开关的控制端连接，所述第一开关和所述第一电阻串联连接在所述第二电源端和所述按键复用电路的接地端之间，所述第一开关和所述第一电阻之间的电位点与所述按键信号输出端连接。

可选的是，所述按键电路还包括充电信号输入端和第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述充电信号输入端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一连接点连接。

可选的是，所述第一开关由第一NMOS管提供。

可选的是，所述按键复用电路还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一NMOS管的漏极和所述第二电源端之间，所述第一电阻连接在所述第一NMOS管的源极和所述接地端之间，所述第一NMOS管的栅极与所述第一连接点连接。

可选的是，所述按键电路还包括第四二极管和用于输出复位信号的复位电路，所述第四二极管连接在所述第一连接点和所述按键之间，所述第四二极管的阴极与所述第一连接点连接；所述第四二极管的阳极与所述复位电路的复位控制端连接，所述复位电路被设置为根据所述复位控制端的电平输出复位信号。

可选的是，所述复位电路包括第二开关、第三开关、第一电容、第三电阻、第四电阻，所述第二开关和所述第三电阻串联连接在所述第二电源端和第二连接点之间，所述第一电容连接在所述第二连接点和所述接地端之间，所述第二连接点与所述第三开关的控制端连接，所述第三开关和所述第四电阻串联连接在所述第二电源端和所述接地端之间，所述第三开关和所述第四电阻之间的电位点作为所述复位电路的复位信号输出端。

可选的是，所述复位电路还包括第五二极管和第五电阻，第五二极管的阳极与所述第二连接点连接，所述第五二极管的阴极与所述复位控制端连接；所述第五电阻连接至所述复位控制端与所述接地端之间。

可选的是，所述第二开关由第二NMOS管提供。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括根据本发明第一方面所述的按键复用电路。

可选的是，所述电子设备还包括处理器，所述按键信号输出端、所述开关机信号控制端和所述开关机信号输出端均与所述处理器连接。

本发明的一个有益效果在于，通过本发明的按键复用电路中的一个按键，可以实现开机、关机和其他按键功能，实现了按键的功能复用，还可以减小电路占用空间，降低电路硬件成本。进一步地，通过本发明的实施例，该按键复用电路的按键还可以同时用于实现充电开机及复位功能。而且，该按键复用电路结构简单，易于实现。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一种按键复用电路的其中一种实施例的电路原理图；

图2为根据本发明一种按键复用电路的其中一种实施例的电路原理图；

图3为根据本发明一种按键复用电路的其中一种实施例的电路原理图；

图4为根据本发明一种按键复用电路的其中一种实施例的电路原理图。

附图标记说明：

SW1-按键； OUT1-按键信号输出端；

OUT2-开关机信号输出端； OUT3-复位信号输出端；

CTRL1-开关机信号控制端； CTRL2-复位控制端；

VCHG-充电信号输入端； S1、S2、S3-开关；

Q1、Q2-NMOS管； Q3-NPN三极管；

P1、P2-连接点； C1-电容；

R1～R6-电阻； D1～D5-二极管；

VCC1、VCC2-电源端； GND-接地端；

100-复位电路。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的开关按键不能用于实现其他功能控制的问题，提供了一种按键复用电路。如图1所示，该按键复用电路包括按键SW1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第一开关S1、按键信号输出端OUT1、开关机信号控制端CTRL1和开关机信号输出端OUT2，按键SW1连接在第一连接点P1和按键复用电路的第一电源端VCC1之间；第一二极管D1连接在第一连接点P1和开关机信号输出端OUT2之间，第二二极管D2连接在开关机信号控制端CTRL1和开关机信号输出端OUT2之间，第一二极管D1和第二二极管D2的阴极相连；第一连接点P1与第一开关S1的控制端连接，第一开关S1和第一电阻R1串联连接在按键复用电路的第二电源端VCC2和按键复用电路的接地端GND之间，第一开关S1和第一电阻R1之间的电位点与按键信号输出端OUT1连接。其中，第一开关S1是高电平控制导通的。

具体的，开关机信号输出端OUT2可以输出高电平的开机信号和低电平的关机信号。

在本发明的一个具体实施例中，对于应用该按键复用电路的电子设备，在开关机信号输出端OUT2输出高电平的开机信号时将开机，在开关机信号输出端OUT2输出低电平的关机信号时将关机。

第一电源端VCC1可以是与电子设备的电池正极连接，第二电源端VCC2可以是与电子设备的供电电源输出端连接，供电电源输出端只在电子设备为开机状态时与电池正极连接，以保证第一电源端VCC1在电子设备开机和关机状态都为高电平，第二电源端VCC2仅电子设备开机状态下为高电平。

那么，在电子设备未开机的状态下，开关机信号输出端OUT2为低电平，如果按键SW1被按下，开关机信号输出端OUT2将变为高电平，并将该高电平的开机信号输出至电子设备，用于控制电子设备开机。电子设备开机的同时会输出高电平至开关机信号控制端CTRL1，这样，当按键SW1抬起时，开关机信号输出端OUT2依然输出高电平的开机信号，使得电子设备保持住开机状态，避免出现抬起按键SW1时电子设备关机的问题。

进一步地，第一开关S1可以是连接在第一电阻R1和第二电源端VCC2之间，第一开关S1也可以是连接在第一电阻R1和接地端GND之间。在如图1所示的实施例中，第一开关S1连接在第一电阻R1和第二电源端VCC2之间。下面以图1所示的实施例中的电路结构进行说明。

由于在电子设备关机状态下，由于第二电源端VCC2为低电平，因此，当按键SW1未被按下时，按键信号输出端OUT1为低电平；当按键SW1被按下时，按键信号输出端OUT1仍然为低电平，这样，就可以避免开机信号和按键信号之间产生干扰。当电子设备开机后，第二电源端VCC2为高电平，在按键SW1未被按下时，第一开关S1断开，按键信号输出端OUT1为低电平；在按键SW1被按下时，第一开关S1导通，按键信号输出端OUT1为高电平；在按键SW1抬起时，第一开关S1断开，按键信号输出端OUT1又变为低电平。这样，在电子设备开机状态下，在按键SW1被按下再松开的过程中，按键信号输出端OUT1将输出一个低-高-低的脉冲信号。那么，电子设备可以根据该脉冲信号中高电平的持续时间实现对应的功能控制。例如，电子设备在该脉冲信号中高电平的持续时间小于第一设定时间时，实现切屏功能。其中，第一设定时间例如可以但不限于是3s，该第一设定时间可以通过电子设备的处理器进行设置。

电子设备还可以在按键SW1按下的时间超过第一设定时间且小于第二设定时间的情况下关机。其中，第二设定时间大于第一设定时间，例如可以但不限于是8s，第二设定时间也可以是通过电子设备的处理器进行设置。

在按键SW1被按下的时间超过第一设定时间且小于第二设定时间时，按键信号输出端OUT1输出高电平的时间也将超过第一设定时间且小于第二设定时间，此时，电子设备可以输出低电平至开关机信号控制端CTRL1。这样，当按键SW1抬起后，开关机信号输出端OUT2将会变为低电平，即输出低电平的关机信号至电子设备，以使得电子设备关机。

这样，通过本发明的按键复用电路，可以实现开机、关机和其他按键功能，实现了按键的功能复用，还可以减小电路占用空间，降低电路硬件成本。而且，该按键复用电路结构简单，易于实现。

具体的，上述第一二极管D1和第二二极管D2可以是由一个快速开关二极管提供。

进一步地，第一开关S1可以是由第一NMOS管Q1提供，如图2-图4所示。这样，可以进一步降低电路功耗，还可以进一步减小电路占用空间。

在此基础上，如图2-图4所示，按键复用电路还可以包括第二电阻R2，第二电阻R2连接在第一NMOS管Q1的漏极和第二电源端VCC2之间，第一电阻R1连接在第一NMOS管Q1的源极和接地端GND之间，第一NMOS管Q1的栅极与第一连接点P1连接。

在本发明的一个具体实施例中，该按键电路还可以包括充电信号输入端VCHG和第三二极管D3，如图3和图4所示，第三二极管D3的阳极与充电信号输入端VCHG连接，第三二极管D3的阴极与第一连接点P1连接。

这样，在电子设备未开机的状态下，如果对电子设备进行充电，充电信号输入端VCHG将输入高电平的充电信号，第一连接点P1将变为高电平，开关机信号输出端OUT2也将输出高电平的开机信号，以使电子设备开机。电子设备开机时将会输出高电平至开关机信号控制端CTRL1。这样，当电子设备充电结束之后，充电信号输入端VCHG将变为低电平，第一连接点P1也变为低电平，但开关机信号控制端CTRL1为高电平，因此，开关机信号输出端OUT2将保持为高电平，以使电子设备不会在充电结束时关机。在电子设备充电过程中，按键信号输出端OUT1持续输出高电平或者是低电平，因此，电子设备不会实现对应的按键控制功能。

这样，当电子设备充电时，该按键复用电路可以控制电子设备开机，当电子设备充电结束之后，该按键复用电路还可以控制电子设备关机。

在本发明的另一个具体实施例中，该按键电路还可以包括第四二极管D4和用于输出复位信号的复位电路100，如图3和图4所示，第四二极管D4连接在第一连接点P1和按键SW1之间，第四二极管D4的阴极与第一连接点P1连接；第四二极管D4的阳极与复位电路100的复位控制端CTRL2连接，复位电路100被设置为根据复位控制端CTRL2的电平输出复位信号。其中，第四二极管D4可以有效避免在充电信号输入端VCHG输入充电信号时导致复位电路100输出复位信号的问题。如果该按键复用电路100中不包括上述的充电信号输入端VCHG，那么，该按键复用电路中可以不包括第四二极管D4。

例如，当复位控制端CTRL2输入高电平的时间超过第二设定时间时，复位电路100可以输出复位信号，以用于控制电子设备复位。当按键SW1按下时，复位控制端CTRL2将变为高电平。那么，如果按键SW1被按下的时间超过第二设定时间，复位控制端CTRL2输入高电平的时间也将超过第二设定时间，复位电路100就可以输出复位信号。其中，第二设定时间大于第一设定时间。这样，就可以避免通过按键SW1控制电子设备关机时出现复位的情况。

进一步地，该复位电路100可以是由复位芯片提供的，也可以是由如图3和图4所示的元器件构成的。

如图3所示，复位电路100可以包括第二开关S2、第三开关S3、第一电容C1、第三电阻R3、第四电阻R4，第二开关S2和第三电阻R3串联连接在第二电源端VCC2和第二连接点P2之间，第一电容C1连接在第二连接点P2和接地端GND之间，第二连接点P2与第三开关S3的控制端连接，第三开关S3和第四电阻R4串联连接在第二电源端VCC2和接地端GND之间，第三开关S3和第四电阻R4之间的电位点作为复位电路的复位信号输出端OUT3。其中，第二开关S2可以是高电平控制导通的。

如果第三开关S3连接在第四电阻R4和接地端GND之间，在第三开关S3断开时，复位信号输出端OUT3将输出高电平；在第三开关S3导通时，复位信号输出端OUT3将输出低电平。如果第三开关S3连接在第四电阻R4和第二电源端VCC2之间，在第三开关S3断开时，复位信号输出端OUT3将输出低电平；在第三开关导通时，复位信号输出端OUT3将输出高电平。在电子设备是在复位信号输出端OUT3为低电平时进行复位的情况下，如果第三开关S3连接在第四电阻R4和接地端GND之间，那么，第三开关S3是高电平控制导通的；如果第三开关S3连接在第四电阻R4和第二电源端VCC2之间，那么，第三开关S3将是低电平控制导通的。

本实施例以第三开关S3连接在第四电阻R4和接地端GND之间为例进行说明。这样，当按键SW1未被按下时，复位控制端CTRL2为低电平，第二开关S2断开，第二连接点P2为低电平，第三开关S3断开，复位信号输出端OUT3将输出高电平。当按键SW1被按下后，第二电源端VCC2提供的电压将通过第三电阻R3向第一电容C1充电，当第一电容C1两端的电压超过第三开关S3的开启电压后，第三开关S3将导通，复位信号输出端OUT3将输出低电平的复位信号，该复位信号用于控制电子设备进行复位。

具体的，只有当按键SW1被按下持续的时间超过第二设定时间时，电容C1两端的电压才会高于第三开关S3导通，进而使得电子设备复位。其中，第二设定时间是由第一电容C1的容值和第三电阻R3的阻值共同决定的。在电容C1的容值固定的情况下，第三电阻R3的阻值越大，电容C1的充电速度越慢，第二设定时间越长；第三电阻R3的阻值越小，电容C1的充电速度越快，第二设定时间越短。在第三电阻R3的阻值固定的情况下，电容C1的容值越大，第二设定时间越长；电容C1的容值越小，延时时间越短。因此，可以通过调节第三电阻R3的阻值和电容C1的容值来设定第二设定时间。

这样，本发明的按键复用电路，可以通过长时间按下按键的操作，输出用于控制电子设备复位的复位信号，以使电子设备复位。而且，该按键复用电路易于实现，便于用户操作。

在通过按下按键SW1实现复位功能之后，为了泄放电容C1上的电荷，该复位电路还可以包括第五二极管D5和第五电阻R5，如图4所示，第五二极管D5的阳极与第二连接点P2连接，第五二极管D5的阴极与复位控制端CTRL2连接；第五电阻R5连接在复位控制端CTRL2与接地端GND之间。该第五二极管D5还可以避免按键SW1刚一按下时，第二电源端VCC2不经过第二开关S2和第三电阻R3向第一电容C1进行充电，进而使得复位时间不可控的问题发生。

进一步地，第二开关S2可以是由第二NMOS管Q2提供，如图4所示。

在此基础上，如图4所示，该复位电路还包括第六电阻R6，第六电阻R6连接在电源端和第二NMOS管Q2的漏极之间，第三电阻R3连接在第二NMOS管Q2的源极和第二连接点P2之间，第二NMOS管Q2的栅极与复位控制端CTRL2连接。

再进一步地，该第三开关S3由NPN三极管Q3提供。

在此基础上，第四电阻R4连接在第二电源端VCC2和NPN三极管Q3的集电极之间，NPN三极管Q3的发射极与接地端GND连接，NPN三极管Q3的基极与第二连接点连接。

这样，通过本发明的按键复用电路，可以用于实现按键的复用，通过按键实现对电子设备的开机、关机、复位和其他功能控制，还可以实现充电开机的功能。且该按键复用电路结构简单、易于实现、成本较低，还便于用户操作。

本发明还提供了一种电子设备，包括前述的按键复用电路。

进一步地，该电子设备还包括处理器，按键信号输出端OUT1、开关机信号控制端CTRL1、开关机信号输出端OUT2和复位信号输出端OUT3均与处理器连接。处理器可以是在开关机信号输出端OUT2为高电平时控制电子设备开机，在开关机信号输出端OUT2为低电平时控制电子设备关机。处理器还可以是在开关机信号输出端OUT2输入高电平时，输出高电平至开关机信号控制端CTRL1。在按键复用电路结构为如图1-图4所示的实施例的情况下，在按键信号输出端OUT1为高电平的持续时间超过第一设定时间时，处理器可以输出低电平至开关机信号控制端CTRL1。在按键信号输出端OUT1为高电平的时间低于第一设定时间时，可以控制电子设备实现例如是切屏等功能。在复位信号输出端OUT3输出复位信号时，控制电子设备进行复位。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种按键复用电路，其特征在于，包括按键、第一电源端、第二电源端、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第一开关、按键信号输出端、开关机信号控制端和开关机信号输出端，所述按键连接在第一连接点和所述第一电源端之间；所述第一二极管连接在所述第一连接点和所述开关机信号输出端之间，所述第二二极管连接在所述开关机信号控制端和所述开关机信号输出端之间，所述第一二极管和所述第二二极管的阴极相连；所述第一连接点与所述第一开关的控制端连接，所述第一开关和所述第一电阻串联连接在所述第二电源端和所述按键复用电路的接地端之间，所述第一开关和所述第一电阻之间的电位点与所述按键信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的按键复用电路，其特征在于，所述按键复用电路还包括充电信号输入端和第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述充电信号输入端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一连接点连接。

3.根据权利要求1所述的按键复用电路，其特征在于，所述第一开关由第一NMOS管提供。

4.根据权利要求3所述的按键复用电路，其特征在于，所述按键复用电路还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一NMOS管的漏极和所述第二电源端之间，所述第一电阻连接在所述第一NMOS管的源极和所述接地端之间，所述第一NMOS管的栅极与所述第一连接点连接。

5.根据权利要求1所述的按键复用电路，其特征在于，所述按键复用电路还包括第四二极管和用于输出复位信号的复位电路，所述第四二极管连接在所述第一连接点和所述按键之间，所述第四二极管的阴极与所述第一连接点连接；所述第四二极管的阳极与所述复位电路的复位控制端连接，所述复位电路被设置为根据所述复位控制端的电平输出复位信号。

6.根据权利要求5所述的按键复用电路，其特征在于，所述复位电路包括第二开关、第三开关、第一电容、第三电阻、第四电阻，所述第二开关和所述第三电阻串联连接在所述第二电源端和第二连接点之间，所述第一电容连接在所述第二连接点和所述接地端之间，所述第二连接点与所述第三开关的控制端连接，所述第三开关和所述第四电阻串联连接在所述第二电源端和所述接地端之间，所述第三开关和所述第四电阻之间的电位点作为所述复位电路的复位信号输出端；所述第二开关的控制端与所述复位控制端连接。

7.根据权利要求6所述的按键复用电路，其特征在于，所述复位电路还包括第五二极管和第五电阻，第五二极管的阳极与所述第二连接点连接，所述第五二极管的阴极与所述复位控制端连接；所述第五电阻连接至所述复位控制端与所述接地端之间。

8.根据权利要求6所述的按键复用电路，其特征在于，所述第二开关由第二NMOS管提供。

9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的按键复用电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括处理器，所述按键信号输出端、所述开关机信号控制端和所述开关机信号输出端均与所述处理器连接。