CN201479101U - 一种开关机和按键锁电路及具有该电路的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于手持设备的开关机和按键锁电路，该电路包括一多引脚按键开关、直流输入电源、主芯片、DC-DC直流变换器。利用该多引脚按键开关，能够通过机械拨动开关的方式实现开关机和按键锁功能。本实用新型的开关机和按键锁电路，提高手持设备对开关机和锁按键操作的响应速度，简化了手持设备的操作，可广泛应用于手机手持移动电视等手持设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种手持电子设备，更具体地，涉及一种用于手持电子设备的开关机和按键锁电路。
背景技术
现有的手持电子设备，如手机、数码相框、手持移动电视等，一般都具有按键锁功能。按键锁能够将按键锁定在无效状态，从而使手持设备保持一种固定的工作模式，能够防止消费者不小心切换之其它模式，同时减小整机待机功耗。
现有手持电子设备，例如手机等，一般具有一个开关按键，利用该按键实现手持电子设备的开关机。同时，还需要利用两个按键组合来完成键锁功能。现有技术的主要缺陷在于：开机过程中需要2-4秒才能运行，开机的时间取决于系统上电各个芯片组复位时间，复位时间长开机时间就相应增加，反之，复位时间短开机时间就相应减短。另外，利用两个按键完成键锁的操作相对复杂，往往需要参阅说明书才能完成。
因此，需要一种开关机和按键锁电路，能够应用于手机、手持移动电视等手持设备，并且能够通过机械拨动开关的方式实现开关机和按键锁功能，从而简化了手持设备实现开关机和按键锁功能的操作。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种用于手持设备的开关机和按键锁电路，该电路包括：
直流输入电源，输入直流电源电压；
多引脚按键开关，包括pin1至pin4四个引脚；其中，引脚pin4连接所述直流输入电源；引脚pin2和pin3共同接下接电阻地并连接到主芯片的PWR_OFF端口；引脚pin1连接主芯片的HOLD端口；
主芯片，包括HOLD、PWR_OFF、PWR_BF端口；其中PWR_BF端口连接DC-DC直流变换器并输出开关控制电压；HOLD端口连接锁键控制电压；
DC-DC直流变换器，接收所述开关控制电压，并在所述开关控制电压的控制下打开或关闭；在打开时，接收所述直流电源电压并进行直流变换，输出手持设备的供电电压；在关闭时停止输出所述供电电压。
所述多引脚按键开关在开机操作时将引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间，将所述直流电源电压接入PWR_OFF端口；所述主芯片在引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间后通过由PWR_BF端口输出的开关控制电压打开所述DC-DC直流变换器；
所述多引脚按键开关在关机操作时将引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间，将所述直流电源电压接入PWR_OFF端口；所述主芯片在引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间后通过由PWR_BF端口输出的开关控制电压关闭所述DC-DC直流变换器。
优选地，所述多引脚按键开关的引脚pin2和pin3与引脚pin4之间为弹簧型结构，在外力作用下保持引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合，撤去外力后引脚pin2和pin3回复到与引脚pin4断开。
所述多引脚按键开关在锁按键时保持引脚pin2和pin3与引脚pin1闭合，使主芯片HOLD端口接地；主芯片在HOLD端口接地时锁死手持设备按键。
所述多引脚按键开关在不锁按键时保持引脚pin2和pin3与引脚pin1断开，使主芯片HOLD端口接入所述锁键控制电压；主芯片在HOLD端口接入锁键控制电压时使手持设备按键有效。
优选地，所述多引脚按键开关的引脚pin2和pin3与引脚pin1之间为卡式结构，在无外力作用时能够保持引脚pin2和pin3与引脚pin1之间的闭合或断开状态。
其中，所述直流输入电源包括外接直流电源和电池电源。
其中，所述DC-DC直流变换器包括功率输入引脚和输出控制引脚；主芯片的所述开关控制电压输入输出控制引脚；所述直流电源电压输入功率输入引脚。
优选地，所述DC-DC直流变换器采用Buck直流变换芯片。
本实用新型还提供了一种电子设备，包括设备开关和操作按键，并且还包括上面所述的开关机和按键锁电路。该电子设备可以是手机，数码相框，电视机中的任一个。
通过本实用新型的开关机和按键锁电路，能够通过机械拨动开关的方式实现开关机和按键锁功能，提高手持设备对开关机和锁按键操作的响应速度，简化了手持设备的操作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1是本实用新型实施例的自激式开关机及按键锁电路的示意图；
图2是实施例中的DC-DC直流转换器电路的一种实现形式的示意图；
图3是实施例中的DC-DC直流转换器电路的另一种实现形式的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例的自激式开关机及按键锁电路的示意图。如图1所示，该电路包括主芯片MCU，多引脚开关CON2、直流输入电源S1。直流输入电源S1包括手持设备的外接直流电源DC-IN及双电芯电池电源BATT。主芯片MCU具有名为PWR-OFF端口和PWR_BF端口的GPIO端口；通过PWR-OFF端口的电平变化，主芯片MCU能够判断进行的开关机操作；PWR_BF端口用于输出一控制电平信号，控制手持设备的开机和关机；主芯片还具有名为HOLD端口的GPIO端口，根据该端口的电平变化判断是否进入按键锁定状态。
该自激式开关机及按键锁电路具有一多引脚按键开关CON2，具有pin1至pin4四个引脚。CON2多引脚按键开关在常态情况下保持在引脚pin2/pin3的位置。引脚pin2/pin3与pin4之间形成开关机开关，引脚pin2/pin3与pin4之间采用弹簧型结构。在开机过程中，用手保持引脚pin2/pin3与pin4在外力作用下闭合预定时间，闭合的预定时间可以设定为2-4秒，开机后松手撤去外力，则弹簧型结构的开关CON2会回到常态情况下引脚pin2/pin3的位置。反之，关机时多引脚按键开关CON2也执行相同的动作。
多引脚按键开关CON2的pin4引脚连接手持设备的直流输入电源S1，包括外接直流电源DC-IN及双电芯电池电源BATT，该外接直流电源DC_IN及双电芯电池电源BATT分别输入12V及7.4V；pin2/pin3引脚接地并连接手持设备主芯片的PWR-OFF端口。在手持设备的开机过程中，当多引脚按键开关CON2的引脚pin2/pin3与pin4闭合时，并且闭合保持时间2-4秒后，该手持设备的系统开始运行，此时软件执行电路设计指定GPIO输出高电平，此时的GPIO由硬件电路定义，PWR_BF一直保持高电平3.3V，则自激式开关机电路的输出电平PWR_ON为高电平3.3V，该输出电平PWR_ON连接到手持设备的DC-DC直流转换器。
图2是实施例的DC-DC直流转换器电路的一种实现形式的示意图。该DC-DC直流转换器芯片U2采用TPS54286系列DC-DC转换器芯片。TPS54286系列芯片是双输出式Buck转换器。如图2中所示，其PVDD1引脚(引脚1)作为功率输入引脚，连接直流输入电源DC_IN。SW1和SW2引脚(引脚3和引脚12)是两路电源输出，输出PWM波形，经后段电路处理后形成所需的直流电压，从而为手持设备系统提供电能。EN1和EN2引脚(引脚5、6)是低电平有效的输出控制引脚，当以上引脚EN1和EN2上的电平为高电平时(高于1.55V)，则使DC-DC直流转换器的输出关闭。从图2中可见，EN1和EN2引脚连接到三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，而图1中的开关机电路的输出电平PWR_ON则经过一电阻连接三极管Q3的基极。由输出电平PWR_ON控制三极管Q1的导通和闭合，进而控制DC-DC直流转换器芯片TPS54286的EN1和EN2引脚输入电平的高低。在本例中，如前面所述，在开机过程中输出电平PWR_ON为高电平3.3V，使三极管Q1导通，EN1和EN2引脚输入低电平，使DC-DC转换器芯片U2处于有效工作状态，为手持设备直流供电，整个系统处于开机状态。
在开机状态下，图1中的PWR-OFF一直处于低电平。为了关闭手持设备，采用与开机相同的操作，使多引脚按键开关CON2的pin2/pin3引脚和pin4引脚闭合2-4秒钟。直流输入电源DC_IN及双电芯电池电源BATT保持输入12V及7.4V，在电源开关CON2的pin2/pin3与pin4闭合时，PWR-OFF为高电平，软件执行电路设计使PWR_BF(GPIO)输入低电平，则自激式开关机电路的输出电平PWR_ON为低电平。参见图2，由于连接三极管Q3基极的PWR_ON为低电平，Q3关闭从而使得DC-DC转换器芯片U2的EN1和EN2引脚输入高电平，此时DC-DC转换器芯片U2输出关闭，停止对系统供电，手持设备处于关机状态。
图3是实施例的DC-DC直流转换器电路的另一种实现形式的示意图。该DC-DC直流转换器芯片U7采用TPS54231D系列DC-DC转换器芯片。该芯片为Buck型DC-DC转换器，输入电压引脚VIN(2引脚)连接直流输入电源DC_IN，EN引脚(3引脚)为高电平(高于1.25V)有效的控制引脚，接入图1所示的开关机电路的输出电平PWR_ON。在开机过程中，如上面所述，PWR_ON高电平使芯片U7处于有效工作状态，对手持设备系统供电。反之，在关机状态下，开关机电路的输出电平PWR_ON为低电平，关闭DC-DC直流转换器芯片U7，停止对系统供电。
回到图1所示的电路，该电路还包括了按键锁功能。其中CON2多引脚按键开关的pin2/pin3引脚与pin1引脚构成按键锁开关。该开关在pin2/pin3引脚和pin1引脚之间采用卡式结构，在锁住按键时pin2/pin3引脚与pin1保持闭合，而不对按键锁定时可用手使按键锁电路开关机械地回到pin2/pin3引脚位置，切断pin2/pin3引脚与pin1引脚的连接。
如图1所示，pin1引脚连接主芯片名为HOLD端口的GPIO端口，HOLD还连接VDD_3V电源，作为锁键控制电压。当pin1引脚与pin2/pin3引脚相闭合时，HOLD端口通过开关CON2接地，由高电平瞬间变为低电平，调用软件程序使得手持设备的遥控器及机械按键锁死不起作用，进入锁按键状态；而当按键锁电路开关的pin1引脚与pin2/pin3引脚断开时，HOLD端口由低电平瞬间变为高电平，软件程序使摇控器和机械按键起作用，打开按键锁。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于手持设备的开关机和按键锁电路，其特征在于，包括：
直流输入电源，输入直流电源电压；
多引脚按键开关，包括pin1至pin4四个引脚；其中，引脚pin4连接所述直流输入电源；引脚pin2和pin3共同接下接电阻到地并连接到主芯片的PWR_OFF端口；引脚pin1连接主芯片的HOLD端口；
主芯片，包括HOLD、PWR_OFF、PWR_BF端口；其中PWR_BF端口连接DC-DC直流变换器并输出开关控制电压；HOLD端口连接锁键控制电压；
DC-DC直流变换器，接收所述开关控制电压，并在所述开关控制电压的控制下打开或关闭；在打开时，接收所述直流电源电压并进行直流变换，输出手持设备的供电电压；在关闭时停止输出所述供电电压。
2.根据权利要求1所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关在开机操作时将引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间，将所述直流电源电压接入PWR_OFF端口；所述主芯片在引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间后通过由PWR_BF端口输出的开关控制电压打开所述DC-DC直流变换器。
3.根据权利要求1所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关在关机操作时将引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间，将所述直流电源电压接入PWR_OFF端口；所述主芯片在引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合预定时间后通过由PWR_BF端口输出的开关控制电压关闭所述DC-DC直流变换器。
4.根据权利要求2或3所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关的引脚pin2和pin3与引脚pin4之间为弹簧型结构，在外力作用下保持引脚pin2和pin3与引脚pin4闭合，撤去外力后引脚pin2和pin3回复到与引脚pin4断开。
5.根据权利要求1所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关在锁按键时保持引脚pin2和pin3与引脚pin1闭合，使主芯片HOLD端口接地；主芯片在HOLD端口接地时锁死手持设备按键。
6.根据权利要求1所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关在不锁按键时保持引脚pin2和pin3与引脚pin1断开，使主芯片HOLD端口接入所述锁键控制电压；主芯片在HOLD端口接入锁键控制电压时使手持设备按键有效。
7.根据权利要求5或6所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：
所述多引脚按键开关的引脚pin2和pin3与引脚pin1之间为卡式结构，在无外力作用时能够保持引脚pin2和pin3与引脚pin1之间的闭合或断开状态。
8.根据权利要求1所述的开关机和按键锁电路，其特征在于：所述DC-DC直流变换器包括功率输入引脚和输出控制引脚；主芯片的所述开关控制电压输入输出控制引脚；所述直流电源电压输入功率输入引脚。
9.一种电子设备，包括设备开关和操作按键，其特征在于：具有权利要求1至8中任一项所述的开关机和按键锁电路。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于：所述电子设备是手机，数码相框，电视机中的任一个。
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