CN107809229B - 一种多按键组合硬件复位电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多按键组合硬件复位电路及电子产品，包括多个按键、开关电路、RC充电电路和复位开关管；在所述多个按键中，至少有一个按键连接在所述开关电路与电子产品的充电线路之间，其余按键分别连接在所述开关电路与电子产品的系统电源之间；所述开关电路在所述多个按键均被按下且所述充电线路上有充电电源接入时导通，控制所述系统电源或充电电源对所述RC充电电路充电；所述RC充电电路连接所述复位开关管，当RC充电电路上的电压超过复位开关管的导通电压时，控制所述复位开关管导通，生成复位信号。本发明的复位电路可以解决因用户误操作而导致的系统误复位问题，在提高系统运行可靠性的同时，也解决了系统软件卡死后的修复问题。

Description

一种多按键组合硬件复位电路及电子产品

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种复位电路，具体地说，是涉及一种利用复位按键对电子产品进行复位操作的电路设计。

背景技术

复位电路是一种广泛应用在电子产品中，为提高电子产品运行的可靠性而专门设计的基础电路。很多电子产品在运行过程中偶尔会出现软件卡死（死机）的情况，遇到这种情况时，若无可以操作的硬件复位按键或者其他复位装置，则只能采取直接断电或者拆机返修的方式对系统软件进行复位，使系统重新运行起来，不仅操作麻烦，而且还会造成时间上的不必要浪费。因此，在电子产品上设计复位电路是非常必要的。

现有的复位电路大多为按键复位电路，即，在电子产品上设计独立的复位按键，专门用于复位操作。这种复位按键通常仅设置一个，在系统卡死时，通过按压所述复位按键，即可控制系统软件复位，重启运行。在电子产品上采用这种按键复位电路设计方式，经常会出现电子产品在正常运行过程中由于用户不小心按下了复位按键，而导致系统软件错误地进入复位状态的情况，从而影响了电子产品的正常运行和用户的使用体验。

为了避免用户的误操作，有些电子产品将复位按键完全内嵌于产品的壳体内，即在电子产品的壳体上设计复位针孔，将复位按键内置于复位针孔中，通过触发针孔中的复位按键，控制系统复位。这种设计方式通过将复位按键设置于用户不易触及的部位，虽然可以解决误复位的问题，但是用户在每次执行复位操作时，必须找到一种针状物体伸入到复位针孔中，才能触及到复位按键，执行复位操作，这无疑增加了用户执行复位操作的难度。另外有些电子产品采用单按键长按的方式进行复位，虽然操作简单，但是用户的使用体验不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多按键组合硬件复位电路，在方便用户执行复位操作的同时，可以尽可能地降低误复位发生的概率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明在一个方面，提出了一种多按键组合硬件复位电路，应用在可充电的电子产品中，包括多个按键、开关电路、RC充电电路和复位开关管；在所述多个按键中，至少有一个按键连接在所述开关电路与电子产品的充电线路之间，其余按键分别连接在所述开关电路与电子产品的系统电源之间；所述开关电路在所述多个按键均被按下且所述充电线路上有充电电源接入时导通，控制所述系统电源或充电电源对所述RC充电电路充电；所述RC充电电路连接所述复位开关管，当RC充电电路上的电压超过复位开关管的导通电压时，控制所述复位开关管导通，生成复位信号。

为了保证电子产品在死机时，所述复位电路能够正常运行，所述系统电源应选择电子产品中的充电电池输出的电池电压或者是电子产品在死机状态下仍能继续保持的直流电压。

优选的，连接所述充电线路的按键连接的是电子产品的充电接口，将所述充电接口接入的外部电源作为所述的充电电源；或者，连接所述充电线路的按键连接的是一稳压电路的输出端，所述稳压电路在电子产品的充电接口上有外部电源接入时使能运行，对外部电源进行稳压变换后通过其输出端输出所述的充电电源。

进一步的，所述按键包括两个，分别为第一按键和第二按键；在所述开关电路中设置有第一开关元件和第二开关元件；其中，所述第二开关元件通过第二按键连接所述充电线路，在所述第二按键按下且充电线路上有充电电源接入时导通；所述第一开关元件通过第一按键连接所述系统电源，在所述第一按键按下且第二开关元件导通时导通，控制所述系统电源对所述RC充电电路充电。

又进一步的，所述第一开关元件的开关通路连接在所述第一按键与所述RC充电电路之间，所述第一开关元件的控制端通过所述第二开关元件的开关通路接地，所述第二开关元件的控制端通过所述第二按键连接所述充电线路。

优选的，所述第一开关元件优选为一PNP型三极管，将所述PNP型三极管的发射极连接所述第一按键，并通过第一分压电阻连接其基极，并将所述PNP型三极管的集电极连接所述RC充电电路；所述第二开关元件优选为一N沟道MOS管，将所述N沟道MOS管的漏极通过第二分压电阻连接所述PNP型三极管的基极，并将所述N沟道MOS管的源极接地，栅极连接所述第二按键。

作为所述RC充电电路的一种优选电路设计，在所述RC充电电路中包括一电阻分压网络和至少一个电容，所述电阻分压网络连接在所述开关电路与地之间，所述电阻分压网络的分压节点通过所述电容接地，并连接所述复位开关管的控制端，对所述复位开关管进行通断控制。

进一步的，所述复位开关管的控制端连接所述RC充电电路，其开关通路的一端连通所述系统电源，并连通电子产品中主芯片的复位引脚，另一端接地。

优选的，所述复位开关管优选为一N沟道MOS管，将所述N沟道MOS管的栅极连接至所述RC充电电路，源极接地，漏极通过限流电阻连接所述系统电源，并连通电子产品中主芯片的复位引脚。

本发明在另一方面，提出了一种电子产品，包括运行系统程序的主芯片、系统电源、充电线路和多按键组合硬件复位电路，所述多按键组合硬件复位电路包括多个按键、开关电路、RC充电电路和复位开关管；在所述多个按键中，至少有一个按键连接在所述开关电路与电子产品的充电线路之间，其余按键分别连接在所述开关电路与电子产品的系统电源之间；所述开关电路在所述多个按键均被按下且有充电电源接入时导通，控制所述系统电源或充电电源对所述RC充电电路充电；所述RC充电电路连接所述复位开关管，当RC充电电路上的电压超过复位开关管的导通电压时，控制所述复位开关管导通，生成复位信号；所述主芯片在接收到所述复位信号时，控制系统程序复位。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过在电子产品上设置多个用于控制系统复位的按键，并且仅在所有的复位按键均被按下并有充电电源接入这些条件同时满足时，才对电子产品的系统程序进行复位操作，由此可以基本解决因用户误操作而导致的系统误复位问题，在提高系统运行可靠性的同时，也解决了系统软件卡死后的修复问题。此外，本发明的多按键组合硬件复位电路设计简单，成本低，易于实现，适合应用在所有需要操作按键进行硬件复位的可充电电子产品中，以提高用户的使用体验。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的多按键组合硬件复位电路的一种实施例的电路原理框图；

图2是图1所示的多按键组合硬件复位电路的一种实施例的细化电路原理框图；

图3是图2所示的多按键组合硬件复位电路的一种实施例的具体电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例针对采用按键复位技术设计的可充电类电子产品，提出了一种多按键复位技术，通过在电子产品上布设多个用于控制系统程序复位的按键（所述按键可以是专用于复位控制的按键，也可以是兼用作复位控制的其他功能按键，例如音量+、音量-等按键，本实施例以下统称为按键），并设计硬件复位电路仅在所述的多个用于复位控制的按键全部被按下并且电子产品接入充电电源时才输出有效的复位信号，控制系统软件复位重启，由此可以大幅度地降低用户发生误操作的概率，解决了系统软件误复位的问题。

如图1所示，本实施例的硬件复位电路主要包括多个用于复位的按键、开关电路、RC充电电路、复位开关管等组成部分。其中，所述的多个按键用于选择性地将开关电路与电子产品中的系统电源和充电线路连通，利用系统电源和充电线路中接入的充电电源共同控制开关电路导通，以使系统电源或充电电源能够为RC充电电路充电。待RC充电电路上的电压上升到或者超过复位开关管的导通电压时，通过控制复位开关管导通来生成系统所需的复位信号，继而满足电子产品系统软件的复位要求。

在本实施例中，至少选择一个按键S2连接在开关电路与电子产品的充电线路之间，以用于在所述按键S2按下时，能够将充电线路中接入的充电电源传输至所述开关电路；其余的一个或多个用于复位控制的按键S1可以分别连接在开关电路与电子产品的系统电源之间，以用于在所述按键S1按下时，能够将系统电源传输至所述开关电路。所述开关电路的导通条件是接收到与所述按键S1、S2的个数N相同的N路高电平直流电源。当所述N个按键S1、S2均被按下，且接收到N路高电平的直流电源时，所述开关电路导通，将RC充电电路与所述的系统电源或者充电电源连通，利用所述系统电源或充电电源为RC充电电路充电，以用于控制复位开关管动作，产生复位信号。

本实施例的电子产品为配置有充电接口和充电电池的可充电类电子产品，考虑到某些电子产品中用于对电池电压或充电电源进行稳压变换的电路模块是受电子产品中的主芯片的使能控制的，当主芯片中运行的系统程序出现死机时，主芯片可能无法继续输出有效的使能信号，从而导致这些电路模块无法正常运行，不能继续输出稳压变换后的系统电源或充电电源。对于这种电子产品，为了保证本实施例的硬件复位电路能够在系统死机时正常运行，优选将连接系统电源的按键S1连接至充电电池的输出端子，将充电电池输出的电池电压作为所述的系统电源，用于对复位电路中的开关电路实现通断控制。同理，优选将连接充电线路的按键S2连接至电子产品的充电接口，直接利用充电接口上接入的充电电源对所述开关电路进行通断控制。这种复位电路硬件设计可以适用于各种可充电类电子产品，只要电子产品中的充电电池有电，充电接口上有外部电源接入，即可准确地控制电子产品复位，因此适用范围广，通用性强。

当然，对于某些电子产品，若其系统软件死机后，其系统电路中除了电池电压外还存在可以继续保持的直流电压时，也可以将所述直流电压作为系统电源，连接按键S1，同样可以满足对复位电路中开关电路的通断控制。同理，在电子产品的充电线路中可以设置直接利用充电接口上接入的外部电源进行使能控制的稳压电路，例如可以直接将所述稳压电路的使能端连接至电子产品的充电接口，当充电接口上有外部电源接入时，所述稳压电路使能运行，对所述外部电源进行稳压变换后，输出所述的充电电源，经由按键S2选择性地传输至复位电路中的开关电路，以用于对所述开关电路进行通断控制。这种复位电路硬件设计同样可以满足电子产品的复位控制要求。

出于对用户复位操作的便利性考虑，所述用于复位控制的按键优选设置两个，一个连接在系统电源与开关电路之间，另一个连接在充电电源与开关电路之间，在电子产品的充电接口上插入外部电源的情况下，用户只需按下两个按键即可控制系统准确复位，由此既可以解决单复位按键易误操作的问题，又不会给用户的复位操作增加难度，便于用户操控。

下面仅以设置两个用于复位控制的按键为例，对本实施例的硬件复位电路的具体电路设计进行详细阐述。

如图2所示，本实施例针对两个用于复位控制的按键S1、S2的情况，在复位电路的开关电路中设置两个开关元件，分别为第一开关元件和第二开关元件。利用第二按键S2和充电电源对第二开关元件进行通断控制，并在第一按键S1按下时，利用第二开关元件的通断状态改变第一开关元件的通断状态，进而在第一开关元件导通时，将连接第一按键S1的系统电源传输至RC充电电路，对RC充电电路进行充电控制。

具体来讲，可以将第一开关元件的开关通路连接在RC充电电路与第一按键S1之间，并通过第一按键S1连接至电子产品的系统电源。将第一开关元件的控制端通过第二开关元件的开关通路接地，并将第二开关元件的控制端通过第二按键S2连接至充电线路。当电子产品的充电接口上插入外部电源时，充电线路上便有充电电源接入，此时若按下第二按键S2，则第二开关元件受控导通，拉低第一开关元件的控制端电位，控制第一开关元件导通；此时，若第一按键S1被按下，则系统电源通过第一按键S1和第一开关元件传输至RC充电电路，对RC充电电路充电。当RC充电电路上的电压上升到或者超过复位开关管的导通电压时，复位开关管受控导通，生成复位信号。

在本实施例中，可以将复位开关管的控制端连接至RC充电电路，并将其开关通路的一端连通系统电源，并连通电子产品中主芯片的复位引脚，另一端接地，以向主芯片提供低电平有效的复位信号。

所述第一开关元件、第二开关元件和复位开关管可以采用多种开关元件进行电路设计，例如晶体管、MOS管等。本实施例选择PNP型三极管作为第一开关元件，N沟道MOS管作为第二开关元件和复位开关管为例，对所述硬件复位电路的具体电路设计进行详细说明。

如图3所示，将第一按键S1串联在系统电源与PNP型三极管Q1的发射极之间，所述系统电源优选采用电子产品中充电电池输出的电池电压VBAT，PNP型三极管Q1作为第一开关元件，其集电极连接RC充电电路，基极一方面通过第一分压电阻R20其自身的发射极，另一方面通过第二分压电阻R33连接N沟道MOS管Q2的漏极。所述N沟道MOS管Q2作为第二开关元件，其源极接地，栅极通过与其串联的第二按键S2连接至充电线路，具体连接至电子产品的充电接口，以用于接通外接充电接口对电子产品进行充电的外部电源VBUS。为了保证N沟道MOS管Q2的栅极电压稳定，还可以在N沟道MOS管Q2的栅极连接接地电阻R35。

在本实施例的RC充电电路中，设置有由分压电阻R17、R18组成的电阻分压网络，将所述电阻分压网络连接在PNP型三极管Q1的集电极与地之间，中间的分压节点通过电容C28或电容C50或者电容C28和C50的并联支路接地，并连接至作为复位开关管的N沟道MOS管Q3的栅极，通过配置电阻R17、R18和电容C28、C50的参数值，以调整N沟道MOS管Q3的栅极电压上升到其导通电压的时间，进而控制系统的复位时间。将所述N沟道MOS管Q3的源极接地，漏极通过限流电阻R38连接至系统电源，优选电池电压VBAT，并通过电阻R39连接至电子产品主芯片的复位引脚RST，向主芯片提供低电平有效的复位信号，以控制主芯片中运行的系统程序可靠复位。

所述N沟道MOS管Q3的漏极还可以进一步通过滤波电容C52接地，以滤除高频干扰，稳定复位信号。

图3所示的双按键组合硬件复位电路的工作原理是：当电子产品中的主芯片运行的系统程序出现异常发生死机时，在电子产品的充电接口上插入外部电源VBUS，同时按下按键S1、S2。当按键S2闭合时，N沟道MOS管Q2导通，使第二分压电阻R33接地。当按键S1闭合时，电池电压VBAT作用于PNP型三极管Q1的发射极，并通过第一分压电阻R20和第二分压电阻R33分压后，作用于PNP型三极管Q1的基极。此时，由于PNP型三极管Q1的发射极与基极之间的电压大于其饱和导通压降，PNP型三极管Q1饱和导通，连通电池电压VBAT与RC充电电路，利用电池电压VBAT为RC充电电路中的电容C28、C50充电。待电容C28、C50上的电压上升到N沟道MOS管Q3的饱和导通压降时，N沟道MOS管Q3饱和导通，拉低其漏极电位，进而置主芯片的复位引脚RST为低电平，从而控制主芯片复位，实现对电子产品的复位操作。

作为图3所示硬件复位电路的一种替代设计，可以采用P沟道MOS管作为所述第一开关元件，采用NPN型三极管作为所述第二开关元件和复位开关管；第一按键S1可以连接至充电接口，以连通外部电源VBAT，第二按键S2可以连接至充电电池，利用电池电压VBAT控制第二开关元件导通，这种电路设计同样可以为主芯片提供低电平有效的复位信号，控制电子产品在死机后准确复位。

本实施例的多按键组合硬件复位电路，结构简单，成本低，设计灵活，复位可靠，可以为用户提供更好的使用体验。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多按键组合硬件复位电路，应用在可充电的电子产品中，其特征在于，包括第一按键、第二按键、第一开关元件、第二开关元件、RC充电电路和复位开关管；所述第二开关元件通过第二按键连接电子产品的充电线路，在所述第二按键按下且充电线路上有充电电源接入时导通；所述第一开关元件通过第一按键连接电子产品的系统电源，在所述第一按键按下且第二开关元件导通时导通，控制所述系统电源对所述RC充电电路充电，所述系统电源是电子产品中的充电电池输出的电池电压或者是电子产品在死机状态下继续保持的直流电压；所述RC充电电路连接所述复位开关管，当RC充电电路上的电压超过复位开关管的导通电压时，控制所述复位开关管导通，生成复位信号；

其中，所述第二按键连接的是电子产品的充电接口，将所述充电接口接入的外部电源作为所述的充电电源；或者，所述按键连接的是一稳压电路的输出端，所述稳压电路在电子产品的充电接口上有外部电源接入时使能运行，对外部电源进行稳压变换后通过其输出端输出所述的充电电源。

2.根据权利要求1所述的多按键组合硬件复位电路，其特征在于，所述第一开关元件的开关通路连接在所述第一按键与所述RC充电电路之间，所述第一开关元件的控制端通过所述第二开关元件的开关通路接地，所述第二开关元件的控制端通过所述第二按键连接所述充电线路。

3.根据权利要求2所述的多按键组合硬件复位电路，其特征在于，所述第一开关元件为一PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极连接所述第一按键，并通过第一分压电阻连接其基极，所述PNP型三极管的集电极连接所述RC充电电路；所述第二开关元件为一N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的漏极通过第二分压电阻连接所述PNP型三极管的基极，所述N沟道MOS管的源极接地，栅极连接所述第二按键。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多按键组合硬件复位电路，其特征在于，在所述RC充电电路中包括一电阻分压网络和至少一个电容，所述电阻分压网络连接在开关电路与地之间，所述电阻分压网络的分压节点通过所述电容接地，并连接所述复位开关管的控制端，对所述复位开关管进行通断控制。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的多按键组合硬件复位电路，其特征在于，所述复位开关管的控制端连接所述RC充电电路，其开关通路的一端连通所述系统电源，并连通电子产品中主芯片的复位引脚，另一端接地。

6.根据权利要求5所述的多按键组合硬件复位电路，其特征在于，所述复位开关管为一N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极连接所述RC充电电路，源极接地，漏极通过限流电阻连接所述系统电源，并连通电子产品中主芯片的复位引脚。

7.一种电子产品，包括运行系统程序的主芯片、系统电源和充电线路；其特征在于，还包括如权利要求1至6中任一项所述的多按键组合硬件复位电路，所述主芯片在接收到所述复位信号时，控制系统程序复位。