CN113282159A - 一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,包括:总信号开关控制模块,其信号输入端连接于电源,信号输出端连接于嵌入式控制器的第一IO口;临时供电开关模块,串联于电源与的供电端之间,用于控制电源为嵌入式控制器提供临时电能,连接于总信号开关控制模块的信号输出端;供电锁定开关模块,串联于电源与嵌入式控制器的供电端之间,用于控制电源为嵌入式控制器提供工作电能,连接于嵌入式控制器的第二IO口控制供电锁定开关模块通断。待机时,临时供电开关模块为供电锁定开关模块在断电瞬间提供临时导通电源,使得嵌入式控制器能够在临时供电开关模块导通的时间内进行数据存储;并在临时供电开关模块断开之后,实现零电流待机。
Description
技术领域
本发明涉及开关控制系统的技术领域,尤其是涉及一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统。
背景技术
很多的电子产品类似于室外摄影机上均配套有SOC,SOC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。SOC是相关电子产品的核心部件,能够存储相关的数据。目前,电子产品的开关机控制系统有至少有以下几种。
第一种如图1所示,控制开关SB1串联在SOC的供电电路中,SOC的供电端和信号控制端通过同一信号进行控制。因此,控制开关SB1的启闭直接控制SOC的工作状态,这就导致在电子产品关机的瞬间,SOC会直接断电,SOC最后的数据来不及保存,造成数据丢失。
为了克服上述问题,相关人员对上述的开关机控制系统进行了改进,如图2所示。SOC的供电端由电源直接提供,SOC的信号控制端连接控制开关SB2。电子产品关机时,控制开关SB2断开,此时SOC的供电端依旧在工作。虽然这样的设置能够在电子产品关机时,SOC最后的数据得以保存,但是因为电源一直给SOC的供电端供电,会造成电能的浪费。
基于上述相关技术,发明一种既省电又能够保存SOC最后数据的开关机控制系统尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,具有既省电又能够保存嵌入式控制器最后数据的特点。
一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其连接于嵌入式控制器,包括:
总信号开关控制模块,其信号输入端连接于电源,信号输出端连接于嵌入式控制器的第一IO口,用于控制第一IO口接收的高低电平信号;
临时供电开关模块,串联于电源与的供电端之间,并具有导通控制端,用于控制电源为嵌入式控制器提供临时电能,其导通控制端连接于总信号开关控制模块的信号输出端;
供电锁定开关模块,串联于电源与嵌入式控制器的供电端之间,并具有锁定控制端,用于控制电源为嵌入式控制器提供工作电能,其锁定控制端连接于嵌入式控制器的第二IO口以控制供电锁定开关模块的通断;其中,
嵌入式控制器的第一IO口接收到高低电平的状态发生变化时,嵌入式控制器的第二IO口输出的电信号发生变化以控制供电锁定开关模块的通断。
通过采用上述技术方案,总信号开关控制模块控制输入嵌入式控制器第一IO口的高低电平信号,临时供电开关模块的导通控制端与第一IO口同时接收高低电平信号,使得临时供电开关模块能够在导通控制端接收的电平信号的控制下实现通断。当临时供电开关模块导通时,电源与嵌入式控制器的供电端为嵌入式控制器供电,使得嵌入式控制器能够进行临时工作状态,且该临时供电时间受总信号开关控制模块状态持续时间的控制。
嵌入式控制器的第一IO口同时也接收高低电平信号,经过嵌入式控制器判断后控制其第二IO口输出对应的高低电平信号,供电锁定开关模块的锁定控制端接收第二IO口输出的高低电平信号,达到控制供电锁定开关模块的通断的目的,当供电锁定开关模块导通电源与嵌入式控制器的供电端时,对应的嵌入式控制器处于工作状态,反之,对应的嵌入式控制器处于待机状态。
需要待机时,临时供电开关模块的设置能够为供电锁定开关模块在断电瞬间提供临时导通电源,使得嵌入式控制器能够在临时供电开关模块导通的时间内进行数据存储;同时,在临时供电开关模块断开之后,实现零电流待机,节省电能。
进一步的,当嵌入式控制器的第一IO口接收到高电平或者低电平信号持续时间大于设定时间T1时,第二IO口的输出电信号状态为高电平或者低电平信号;当嵌入式控制器的第一IO口接收到下一次同样电平信号的持续时间大于设定时间T2时,第二IO口的输出电信号状态与上一次相反;从而达到控制供电锁定开关模块的通断。
进一步的,所述总信号开关控制模块包括触动式按键开关SW,当触动式按键开关SW被按下时,嵌入式控制器的第一IO口接收到高电平信号,并在嵌入式控制器检测到高电平信号持续时间大于设定时间T1时,嵌入式控制器的第二IO口输出高电平信号至锁定控制端;在下一次触动式按键开关SW被按下,嵌入式控制器的第一IO口接收到高电平信号持续时间大于设定时间T2时, 嵌入式控制器的第二IO口输出低电平信号至锁定控制端。
进一步的,所述总信号开关控制模块还包括稳压电路,用于输出稳定的高低电平信号至临时供电开关模块和嵌入式控制器的第一IO。
进一步的,所述稳压电路包括稳压二极管,所述稳压二极管的正极接地,负极连接临时供电开关模块和嵌入式控制器的第一IO。
进一步的,所述临时供电开关模块导通的时间受控于触动式按键开关SW被按下的时间。
进一步的,所述临时供电开关模块包括:
第一开关电路,其具有所述导通控制端,其信号输出端连接于导通电路的信号控制端;
导通电路,具有所述信号控制端,所述导通电路串联于电源与嵌入式控制器的供电端之间,用于控制电源为嵌入式控制器提供临时电能。
进一步的,所述供电锁定开关模块包括:
第二开关电路,其具有所述锁定控制端,其信号输出端连接于锁定电路的信号控制端;
锁定电路,具有所述锁定控制端,所述锁定电路串联于电源与嵌入式控制器的供电端之间,用于控制电源为嵌入式控制器提供工作电能。
进一步的,所述电源包括外接直流电源和/或电池。
进一步的,所述临时供电开关模块的输出端和供电锁定开关模块的输出端均通过电源转换模块与嵌入式控制器的供电端连接。
综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
1、从开机到待机状态时,持续按下触动式按键开关SW,嵌入式控制器的第一IO口接收到高电平信号持续时间超过设定时间,嵌入式控制器的第二IO口输出与之前电平信号相反的信号以控制供电锁定开关模块断开,可达到零电流待机的目的;并且在嵌入式控制器检测到第一IO口接收到高电平信号时,嵌入式控制器能够进行数据存储,防止数据的丢失;
2、嵌入式控制器的第一IO口接收的信号需要持续设定时间才判断是否改变第二IO口输出的信号状态,可避免出现误碰的情况,提高开关机的准确性。
附图说明
图1是背景技术中相关的一种开关机控制系统。
图2是背景技术中相关的另一种开关机控制系统。
图3是本实施例的原理框图。
图4是本实施例的电源的电路原理图。
图5是本实施例的总信号开关控制模块的电路原理图。
图6是本实施例的临时供电开关模块的电路原理图。
图7是本实施例的供电锁定开关模块的电路原理图。
附图标记说明:100、嵌入式控制器;200、总信号开关控制模块;300、临时供电开关模块;310、第一开关电路;320、导通电路;400、供电锁定开关模块;410、第二开关电路;420、锁定电路;500、电源转换模块;600、电源。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-7及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
电子产品以室外摄影机的应用为例,室外摄影机具有嵌入式控制器100。本申请的嵌入式控制器100以SOC为例展开。需要说明的是,室外摄影机的开机和待机状态,在本申请中对应为SOC供电端的通断电。为了能够使电子产品在待机状态下既省电又能够保存SOC最后数据,本申请实施例公开一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统。
本申请实施例公开一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,参照图3,开关控制系统包括总信号开关控制模块200、临时供电开关模块300和供电锁定开关模块400。总信号开关控制模块200串联在电源600和嵌入式控制器100的第一IO口之间,用于控制第一IO口接收的高低电平信号,需要说明的是,控制第一IO口接收的高低电平信号可作为控制信号控制第二IO口的输出电平信号。
其中,作为总信号开关控制模块200的一种实施方式,参照图4,总信号开关控制模块200包括触动式按键开关SW,触动式按键开关SW一端连接于电源600,另一端连接于嵌入式控制器100的第一IO口。触动式按键开关SW被按下时,电源600与嵌入式控制器100的第一IO口导通,即嵌入式控制器100的第一IO口接收高电平信号。总信号开关控制模块200也可采用其他开关模式,只要能够实现开关功能,并且能够使开关导通持续一段时间即可。
作为一种稳压的实施方式,触动式按键开关SW与嵌入式控制器100的第一IO口之间连接有稳压二极管D4,用于对输入嵌入式控制器100的第一IO口的电平信号进行稳压。具体的,稳压二极管D4的正极接地,负极连接于触动式按键开关SW与嵌入式控制器100的第一IO口之间。
临时供电开关模块300串联于电源600与嵌入式控制器100的供电端之间,用于控制电源600为嵌入式控制器100提供临时电能。参照图5,作为临时供电开关模块300的一种实施方式,临时供电开关模块300包括第一开关电路310和导通电路320。其中第一开关电路310具有导通控制端,且导通控制端与嵌入式控制器100的第一IO口连接,或者导通控制端与触动式按键开关SW远离电源600的一端连接,导通控制端能够在触动式按键开关SW被按下时同步接收到高电平信号。
作为第一开关电路310的一种实施方式,第一开关电路310包括NPN三极管Q1,NPN三极管Q1的基极为上述导通控制端,连接于嵌入式控制器100的第一IO口,集电极连接于导通电路320,发射极接地。在触动式按键开关SW被按下时,NPN三极管Q1的基极同步接收到高电平信号,NPN三极管Q1可被导通。
作为导通电路320的一种实施方式,导通电路320包括PMOS管Q2,PMOS管Q2的栅极作为信号控制端与NPN三极管Q1的集电极连接,当NPN三极管Q1被导通时,PMOS管Q2的栅极接收低电平信号。PMOS管Q2的源极与电源600连接,PMOS管Q2的源极输出供电信号。当PMOS管Q2的栅极接收低电平信号时,PMOS管Q2导通,即整个临时供电开关模块300导通,电源600可为嵌入式控制器100的供电端供电并提供临时电能,提供电能的时间受限于触动式按键开关SW被按下的时间。
当嵌入式控制器100的供电端和第一IO口均接收到高电平时,并且经过嵌入式控制器100检测判断高电平持续时间超过设定时间T1时,嵌入式控制器100的第二IO口输出的电平信号状态发生变化。需要注意的是,嵌入式控制器100的第二IO口与供电锁定开关模块400连接,用于控制电源600为嵌入式控制器100提供工作电能。
供电锁定开关模块400串联于电源600与嵌入式控制器100的供电端之间,参照图5,作为供电锁定开关模块400的一种实施方式,供电锁定开关模块400包括第二开关电路410和锁定电路420。其中第二开关电路410具有锁定控制端,且锁定控制端与嵌入式控制器100的第二IO口连接。
作为第二开关电路410的一种实施方式,第二开关电路410包括NPN三极管Q4,NPN三极管Q4的基极为上述锁定控制端,连接于嵌入式控制器100的第二IO口,集电极连接于锁定电路420,发射极接地。在嵌入式控制器100的第二IO口输出高电平信号时,NPN三极管Q4的基极同步接收到高电平信号,NPN三极管Q4可被导通。在嵌入式控制器100的第二IO口输出低电平信号时,NPN三极管Q4的基极同步接收到低电平信号,NPN三极管Q4可截止。
作为锁定电路420的一种实施方式,以嵌入式控制器100的第二IO口输出高电平信号为例,锁定电路420包括PMOS管Q3,PMOS管Q3的栅极作为锁定控制端与NPN三极管Q4的集电极连接,当NPN三极管Q4被导通时,PMOS管Q3的栅极接收低电平信号。PMOS管Q3的源极与电源600连接,PMOS管Q3的源极输出供电信号。当PMOS管Q3的栅极接收低电平信号时,PMOS管Q3导通,即整个供电锁定开关模块400导通,电源600可为嵌入式控制器100的供电端供电并提供工作电能,此时,触动式按键开关SW按下与否均不影响嵌入式控制器100的正常供电。
参照图7,为电源600的电路原理图。考虑到室内室外均可使用的情况,本申请的电源600包括外接直流电源600和电池。当然,可根据实际情况只设置外接直流电源600或电池。
参照图3,在其他实施例中,临时供电开关模块300的输出端和供电锁定开关模块400的输出端均通过电源转换模块500与嵌入式控制器100的供电端连接。其中,电源转换模块500包括多路DC/DC电路,可输出系统正常工作需要的3.3V、1.8V、1.2V等多种电压,为嵌入式控制器100及其外围电路、负载供电。
本申请的工作原理如下:
在待机状态下,按下触动式按键开关SW,NPN三极管Q1的基极接收到高电平信号,NPN三极管Q1导通,PMOS管Q2的栅极接收低电平信号,PMOS管Q2导通,电源转换模块500产生多路电源为嵌入式控制器100供电,让嵌入式控制器100正常启动。同时,嵌入式控制器100的第一IO口也接收到高电平信号,经过嵌入式控制器100检测并计算高电平持续时间,若持续时间超过T1,则嵌入式控制器100的第二IO口输出高电平信号,NPN三极管Q4的基极接收到高电平信号,NPN三极管Q4导通,PMOS管Q3的栅极接收低电平信号,PMOS管Q3导通,电源转换模块500产生多路电源为嵌入式控制器100供电,保持整个系统维持在正常工作状态。
在开机状态下,按下触动式按键开关SW,嵌入式控制器100的第一IO口接收到高电平信号,经过嵌入式控制器100检测并计算高电平持续时间,若持续时间超过T2,则嵌入式控制器100的第二IO口输出电平信号跳变成低电平信号,NPN三极管Q4的基极接收到低电平信号,NPN三极管Q4截止,PMOS管Q3的栅极接收高电平信号,PMOS管Q3截止,当松开触动式按键开关SW后,临时供电开关模块300和供电锁定开关模块400均被断开,嵌入式控制器100断电,系统停止工作。
本申请中的T1和T2指代一个时间,可以是2秒或者3秒或者其他,根据具体情况设置。同时,嵌入式控制器100的第一IO口和第二IO均为GPIO口。
并且,本申请的嵌入式控制器100在检测到第一IO口为高电平信号时,可启动当前状态记忆,在待机前把当前状态记忆数据进行存储。
Claims (10)
1.一种嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其连接于嵌入式控制器(100),其特征在于,包括:
总信号开关控制模块(200),其信号输入端连接于电源(600),信号输出端连接于嵌入式控制器(100)的第一IO口,用于控制第一IO口接收的高低电平信号;
临时供电开关模块(300),串联于电源(600)与嵌入式控制器(100)的供电端之间,并具有导通控制端,用于控制电源(600)为嵌入式控制器(100)提供临时电能,其导通控制端连接于总信号开关控制模块(200)的信号输出端;
供电锁定开关模块(400),串联于电源(600)与嵌入式控制器(100)的供电端之间,并具有锁定控制端,用于控制电源(600)为嵌入式控制器(100)提供工作电能,其锁定控制端连接于嵌入式控制器(100)的第二IO口以控制供电锁定开关模块(400)的通断;其中,
嵌入式控制器(100)的第一IO口接收到高低电平的状态发生变化时,嵌入式控制器(100)的第二IO口输出的电信号发生变化以控制供电锁定开关模块(400)的通断。
2.根据权利要求1所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,当嵌入式控制器(100)的第一IO口接收到高电平或者低电平信号持续时间大于设定时间T1时,第二IO口的输出电信号状态为高电平或者低电平信号;当嵌入式控制器(100)的第一IO口接收到下一次同样电平信号的持续时间大于设定时间T2时,第二IO口的输出电信号状态与上一次相反;从而达到控制供电锁定开关模块(400)的通断。
3.根据权利要求2所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述总信号开关控制模块(200)包括触动式按键开关SW,当触动式按键开关SW被按下时,嵌入式控制器(100)的第一IO口接收到高电平信号,并在嵌入式控制器(100)检测到高电平信号持续时间大于设定时间T1时,嵌入式控制器(100)的第二IO口输出高电平信号至锁定控制端;在下一次触动式按键开关SW被按下,嵌入式控制器(100)的第一IO口接收到高电平信号持续时间大于设定时间T2时, 嵌入式控制器(100)的第二IO口输出低电平信号至锁定控制端。
4.根据权利要求3所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述总信号开关控制模块(200)还包括稳压电路,用于输出稳定的高低电平信号至临时供电开关模块(300)和嵌入式控制器(100)的第一IO。
5.根据权利要求4所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述稳压电路包括稳压二极管D4,所述稳压二极管D4的正极接地,负极连接临时供电开关模块(300)和嵌入式控制器(100)的第一IO口。
6.根据权利要求3所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述临时供电开关模块(300)导通的时间受控于触动式按键开关SW被按下的时间。
7.根据权利要求6所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述临时供电开关模块(300)包括:
第一开关电路(310),其具有所述导通控制端,其信号输出端连接于导通电路(320)的信号控制端;
导通电路(320),具有所述信号控制端,所述导通电路(320)串联于电源(600)与嵌入式控制器(100)的供电端之间,用于控制电源(600)为嵌入式控制器(100)提供临时电能。
8.根据权利要求1所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述供电锁定开关模块(400)包括:
第二开关电路(410),其具有所述锁定控制端,其信号输出端连接于锁定电路(420)的信号控制端;
锁定电路(420),具有所述锁定控制端,所述锁定电路(420)串联于电源(600)与嵌入式控制器(100)的供电端之间,用于控制电源(600)为嵌入式控制器(100)提供工作电能。
9.根据权利要求1所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述电源(600)包括外接直流电源(600)和/或电池。
10.根据权利要求1所述的嵌入式控制器零电流待机的开关控制系统,其特征在于,所述临时供电开关模块(300)的输出端和供电锁定开关模块(400)的输出端均通过电源转换模块(500)与嵌入式控制器(100)的供电端连接。
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