CN110488725A - 一种地铁设备开关电路 - Google Patents

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王智超
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Abstract

本发明公开了一种地铁设备开关电路。该电路包括单片机电路、电源控制电路、供电电路、主CPU控制电路和按键，所述按键连接电源控制电路，电源控制电路连接供电电路，供电电路与单片机电路双向连接，电源控制电路与单片机电路双向连接，单片机电路与主CPU控制电路双向连接。本发明的有益效果是：目前地铁设备中的使用的是机械式的开关方案，使用长按开关机按键实现开关机，在地铁设备中可以有效的避免运行中的设备突然掉电无法启动的故障。

Description

一种地铁设备开关电路
技术领域
本发明涉及通信系统的开关机电路，特别涉及一种地铁设备开关电路。
背景技术
在地面交通越来越拥堵的现如今社会，地铁建设正在各大中型城市兴起，我国城市轨道交通建设速度迅猛。目前，全国有28个城市有城市轨道交通运营或在建，其中12个城市已有城市轨道交通运营线路，28个城市将拥有运营线路里程达到3000公里。地铁控制设备使用高压供电，使用钥匙开关控制所有设备，统一供、断电。
现阶段一般的地铁设备连接电源使用船型开关或者钮子开关等机械式的开关，开关机需要通过手动拨动机械开关来实现。设备程序运行中如果突然掉电容易造成地铁设备无法启动的故障。
发明内容
本发明为适应现有技术的发展，本发明提供一种地铁设备开关电路。设计地铁设备的按键软关机功能，实现在单片机检测到有按键按下时，通知主CPU控制电路关闭应用程序，之后再倒计时关机，有效的避免设备程序运行中的突然掉电造成的问题。本发明实现软按键控制设备开关机，并且能够记录设备的开关机状态。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案是：一种地铁设备开关电路，其特征在于：包括单片机电路、电源控制电路、供电电路、主CPU控制电路和按键，所述按键连接电源控制电路，电源控制电路连接供电电路，供电电路与单片机电路双向连接，电源控制电路与单片机电路双向连接，单片机电路与主CPU控制电路双向连接。
本发明的单片机电路采用ATmega8L芯片N1，电源控制电路采用UMX1N芯片N2，供电电路采用78M05稳压器N3、LM1117-3.3三端线性稳压器N4；按键XS1的1端与电容C2的一端连接后接地，按键XS1的2端与电阻R4的一端连接后接至开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R4的另一端连接电阻R3的一端及MOS管VT1的G脚，电阻R3的另一端连接MOS管VT1的S脚，连接后接外部13.8V直流电源，MOS管VT1的D脚输出VDD13.8V电源，同时MOS管VT1的G脚又连接电容C2的另一端及电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到芯片N2的6脚；芯片N2的5脚连接电阻R6的一端及电阻R9的一端，电阻R6的另一端接至芯片N1的1脚，电阻R9的另一端接地，芯片N2的4脚接地，芯片N2的1脚与电阻R8的一端连接后接地，电阻R8的另一端连接芯片N2的2脚及电阻R7的一端，电阻R7的另一端接至芯片N1的2脚；芯片N2的3脚的连接主CPU控制电路CPU的POW_ALL管脚，VDD3V3_MCU为主CPU控制电路供电，同时主CPU控制电路的CPU检测管脚接至芯片N1的9脚；芯片N1的3脚与5脚连接，然后又与电容C3的一端及电容C4的一端连接，连接后接地，电容C3的另一端及电容C4的另一端连接芯片N1的4脚和6脚，连接后接VDD3V3_MCU；芯片N1的15脚连接插座XS2的5管脚，16脚连接插座XS2的4管脚，17脚连接插座XS2的3管脚，29脚连接电容C1的一端及电阻R2的一端，连接后接插座XS2的1管脚，插座XS2的6管脚接地；芯片N1的21脚接地，18脚连接电容C5的一端、电容C6的一端，连接后接插座XS2的2管脚，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD3V3_MCU，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接后接地；二极管VD1的阳极连接芯片N1的32脚及电阻R1的一端，二极管VD1的阴极连接开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R1的另一端接VDD3V3_MCU。
本发明的供电电路稳压器N3的1脚连接电容C7的一端，连接后接VDD13.8V，电容C7的另一端接地；稳压器N3的2脚接地，3脚连接电容C8的一端，电容C8的另一端接地；同时稳压器N3的3脚连接三端线性稳压器N4的3脚，端线性稳压器N4的1脚接地，2脚连接电容C9的一端，连接后输出VDD3V3_MCU。
本发明所述电路含有开关机程序，开机程序执行以下操作：开机上电设备初始化，单片机检测片上标志位是否正常，异常时直接上电设备开机，正常时等待按键按下，之后再开机，设备运行正常；关机程序执行以下操作：单片机检测到有按键按下，单片机写片上标志位，写完后设备关机。
本发明的有益效果是：目前地铁设备中的使用的是机械式的开关方案，使用长按开关机按键实现开关机，在地铁设备中可以有效的避免运行中的设备突然掉电无法启动的故障。
附图说明
图1为本发明电路连接框图；
图２为本发明的电路原理图；
图3为本发明开机程序流程图；
图4为本发明开机程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，地铁设备开关电路包括单片机电路、电源控制电路、供电电路、主CPU控制电路和按键，所述按键连接电源控制电路，电源控制电路连接供电电路，供电电路与单片机电路双向连接，电源控制电路与单片机电路双向连接，单片机电路与主CPU控制电路双向连接。
本设计的单片机电路采用ATmega8L芯片N1，电源控制电路采用UMX1N芯片N2，供电电路采用78M05稳压器N3、LM1117-3.3三端线性稳压器N4；按键XS1的1端与电容C2的一端连接后接地，按键XS1的2端与电阻R4的一端连接后接至开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R4的另一端连接电阻R3的一端及MOS管VT1（MTD20P06HDL）的G脚，电阻R3的另一端连接MOS管VT1的S脚，连接后接外部13.8V直流电源，MOS管VT1的D脚输出VDD13.8V电源，同时MOS管VT1的G脚又连接电容C2的另一端及电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到芯片N2的6脚；芯片N2的5脚连接电阻R6的一端及电阻R9的一端，电阻R6的另一端接至芯片N1的1脚，电阻R9的另一端接地，芯片N2的4脚接地，芯片N2的1脚与电阻R8的一端连接后接地，电阻R8的另一端连接芯片N2的2脚及电阻R7的一端，电阻R7的另一端接至芯片N1的2脚；芯片N2的3脚的连接主CPU控制电路CPU的POW_ALL管脚，VDD3V3_MCU为主CPU控制电路供电，同时主CPU控制电路的CPU检测管脚接至芯片N1的9脚；芯片N1的3脚与5脚连接，然后又与电容C3的一端及电容C4的一端连接，连接后接地，电容C3的另一端及电容C4的另一端连接芯片N1的4脚和6脚，连接后接VDD3V3_MCU；芯片N1的15脚连接插座XS2的5管脚，16脚连接插座XS2的4管脚，17脚连接插座XS2的3管脚，29脚连接电容C1的一端及电阻R2的一端，连接后接插座XS2的1管脚，插座XS2的6管脚接地；芯片N1的21脚接地，18脚连接电容C5的一端、电容C6的一端，连接后接插座XS2的2管脚，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD3V3_MCU，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接后接地；二极管VD1的阳极连接芯片N1的32脚及电阻R1的一端，二极管VD1的阴极连接开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R1的另一端接VDD3V3_MCU。
本设计的供电电路稳压器N3的1脚连接电容C7的一端，连接后接VDD13.8V，电容C7的另一端接地；稳压器N3的2脚接地，3脚连接电容C8的一端，电容C8的另一端接地；同时稳压器N3的3脚连接三端线性稳压器N4的3脚，端线性稳压器N4的1脚接地，2脚连接电容C9的一端，连接后输出VDD3V3_MCU。
如图2所示，本发明的工作原理：开关电路外部输入13.8V的直流电源时，按键XS1有按下时，VDD13.8V开始供电，78M05稳压器Ｎ３、LM1117-3.3三端线性稳压器Ｎ４工作的ＶＤＤ３Ｖ３＿ＭＣＵ有效，主ＣＰＵ控制电路（主CPU电路为普通的单片机系统，只是‘CPU检测’为IO口，‘POW_ALL’为IO口）和单片机电路开始工作，通过单片机电路芯片Ｎ１的ＰＯＷＥＲ＿ＴＥＳＴ管脚检测到有按键按下，芯片Ｎ１的１脚ＰＤ３／ＩＮＴ１至高电平，控制芯片Ｎ２的６脚变为低电平，从而使MOS管VT1的Ｇ脚拉低，保持外部供电正常使能；芯片Ｎ１的２脚ＰＤ４／ＸＣＫ／Ｔ０也同时至高电平，控制芯片Ｎ２的３脚电平变低，控制主ＣＰＵ控制电路使能设备整体开始工作。当设备开始工作后，主ＣＰＵ控制电路会反馈回ＣＰＵ检测信号给芯片Ｎ１，芯片Ｎ１通过ＣＰＵ检测管脚判断设备是否开机；插座ＸＳ２为单片机的编程接口。
本设计可实现地铁设备在开机状态下长按开关机键后设备的正常关机，设备在关机状态时长按开关机按键设备上电运行，在设备突然掉电时此电路可记录掉电前的开关机状态，如掉电前是开机的状态，则突然上电后设备自动开机，如设备掉电前是正常关机，则设备突然上电后设备处于关机状态。
如图3所示，本设计的开机流程：开机上电设备初始化，单片机检测片上标志位是否正常，异常时直接上电设备开机，正常时等待按键按下，之后再开机，设备运行正常。
如图4所示，本设计的关机流程：单片机检测到有按键按下，单片机写片上标志位，写完后设备关机。

Claims (2)

1.一种地铁设备开关电路，其特征在于：包括单片机电路、电源控制电路、供电电路、主CPU控制电路和按键，所述按键连接电源控制电路，电源控制电路连接供电电路，供电电路与单片机电路双向连接，电源控制电路与单片机电路双向连接，单片机电路与主CPU控制电路双向连接；
单片机电路采用ATmega8L芯片N1，电源控制电路采用UMX1N芯片N2，供电电路采用78M05稳压器N3、LM1117-3.3三端线性稳压器N4；按键XS1的1端与电容C2的一端连接后接地，按键XS1的2端与电阻R4的一端连接后接至开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R4的另一端连接电阻R3的一端及MOS管VT1的G脚，电阻R3的另一端连接MOS管VT1的S脚，连接后接外部13.8V直流电源，MOS管VT1的D脚输出VDD13.8V电源，同时MOS管VT1的G脚又连接电容C2的另一端及电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到芯片N2的6脚；芯片N2的5脚连接电阻R6的一端及电阻R9的一端，电阻R6的另一端接至芯片N1的1脚，电阻R9的另一端接地，芯片N2的4脚接地，芯片N2的1脚与电阻R8的一端连接后接地，电阻R8的另一端连接芯片N2的2脚及电阻R7的一端，电阻R7的另一端接至芯片N1的2脚；芯片N2的3脚的连接主CPU控制电路CPU的POW_ALL管脚，VDD3V3_MCU为主CPU控制电路供电，同时主CPU控制电路的CPU检测管脚接至芯片N1的9脚；芯片N1的3脚与5脚连接，然后又与电容C3的一端及电容C4的一端连接，连接后接地，电容C3的另一端及电容C4的另一端连接芯片N1的4脚和6脚，连接后接VDD3V3_MCU；芯片N1的15脚连接插座XS2的5管脚，16脚连接插座XS2的4管脚，17脚连接插座XS2的3管脚，29脚连接电容C1的一端及电阻R2的一端，连接后接插座XS2的1管脚，插座XS2的6管脚接地；芯片N1的21脚接地，18脚连接电容C5的一端、电容C6的一端，连接后接插座XS2的2管脚，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD3V3_MCU，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接后接地；二极管VD1的阳极连接芯片N1的32脚及电阻R1的一端，二极管VD1的阴极连接开关机按键检测POWER_TEST端；电阻R1的另一端接VDD3V3_MCU；
供电电路稳压器N3的1脚连接电容C7的一端，连接后接VDD13.8V，电容C7的另一端接地；稳压器N3的2脚接地，3脚连接电容C8的一端，电容C8的另一端接地；同时稳压器N3的3脚连接三端线性稳压器N4的3脚，端线性稳压器N4的1脚接地，2脚连接电容C9的一端，连接后输出VDD3V3_MCU。
2.根据权利要求1所述的一种地铁设备开关电路，其特征在于：所述电路含有开关机程序，开机程序执行以下操作：开机上电设备初始化，单片机检测片上标志位是否正常，异常时直接上电设备开机，正常时等待按键按下，之后再开机，设备运行正常；关机程序执行以下操作：单片机检测到有按键按下，单片机写片上标志位，写完后设备关机。
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