CN201514611U - 一种手持设备开关机电路 - Google Patents
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Abstract
一种手持设备开关机电路，与电源相连，包括电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器及外围电路，所述电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器并联连接，且MCU单芯片标准微控制器还与外围电路连接，电源开关控制电路另一端接地。本实用新型使用MCU单芯片标准微控制器，配上软件完成了手持设备电源电路，实现了以下功能：电源开关控制电路中电源开关键和功能键的复用；手持设备机器处于死机状态下，长按电源开关控制电路中的电源开关键/功能键实现手持设备机器自动关机；手持设备机器关机时，电路中的电阻不消耗电池电量，且通过USB接口将手持设备机器连接到电脑上，手持设备机器自动开机。
Description
技术领域
本实用新型涉及手持设备，尤其涉及手持设备的开关机电路。
背景技术
传统的手持设备开关机电路是使用机械式的硬开关来完成电源的通短控制，或者使用微动开关和晶体、MOS管组合完成，这些电路都无法完美实现便携设备所需的要求。以往的手持设备开关机电路复杂、功能弱、可靠性低、难以满足消费者的操作习惯。手持设备开关机电路简单、功能强大，可靠性高，方便消费者操作就成了急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是要提供一种电路简单、功能强大、可靠性高、超低功耗的手持设备开关机电路。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种手持设备开关机电路，与电源相连，其特征在于：所述手持设备的开关机电路包括电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器及外围电路，电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器并联连接，所述MCU单芯片标准微控制器还与外围电路连接，电源开关控制电路另一端接地。
所述电源开关控制电路包括电源开关键/功能键K1。
所述外围电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D8、电阻R1、电阻R6、电容C1、电阻R5、电阻R4、电阻R3、USB_VBUS虚拟电源接口外部USB电源接口、BAT_DET电池电压检测接口、POWER_EN电源使能网络接口、OFF关机网络端口、二极管D1、电阻R2、BAT电源接口；
所述MCU单芯片标准微控制器的1脚经二极管D1、电阻R2与电源相连，且还与开关机控制电路的电源开关键/功能键K1相连，MCU单芯片标准微控制器的1脚还经电阻R3与BAT电源接口相连；
MCU单芯片标准微控制器的2脚接地；
MCU单芯片标准微控制器的3脚经二极管D2与OFF关机网络端口连接，并经电阻R4与MCU单芯片标准微控制器的6脚连接，MCU单芯片标准微控制器的6脚还经电阻R5接地；
MCU单芯片标准微控制器的4脚分别与POWER_EN电源使能网络接口、电阻R1、二极管D8相连，电阻R1另一端分别与BAT_DET电池电压检测接口、电阻R6连接，且电阻R6另一端接地，二极管D8另一端分别与电阻R7、电阻R8相连，电阻R7另一端与USB_VBUS虚拟电源接口相连，电阻R8另一端接地；
MCU单芯片标准微控制器的5脚与BAT电源接口、电容C1相连，电容C1另一端接地。
所述MCU单芯片标准微控制器为6管脚封装的PIC10F2xx系列微控制器。
本实用新型使用MCU单芯片标准微控制器，配上软件完成了手持设备电源电路，利用本实用新型能实现以下功能：1)实现电源开关控制电路中的电源开关键和功能键的复用；2)当手持设备机器处于死机状态，长按电源开关控制电路中的电源开关键/功能键实现手持设备机器自动关机；3)手持设备机器关机时，通过USB接口将手持设备机器连接到电脑上，机器自动开机；4)手持设备机器开机过程中的电池电压的检测；5)手持设备机器关机后，电路中的电阻不会消耗电池的电量；6)电源电路所占PCB电路板空间较小。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
本实用新型使用MCU单芯片标准微控制器，配上软件完成了手持设备电源电路，利用本实用新型能实现以下功能：1)实现电源开关控制电路中的电源开关键和功能键的复用；2)当手持设备机器处于死机状态，长按电源开关控制电路中的电源开关键/功能键实现手持设备机器自动关机；3)手持设备机器关机时，通过USB接口将手持设备机器连接到电脑上，机器自动开机；4)手持设备机器开机过程中的电池电压的检测；5)手持设备机器关机后，电路中的电阻不会消耗电池的电量；6)电源电路所占PCB电路板空间较小。为了本技术领域人员理解，下面将结合实施例和附图进一步说明。
如图1为本实用新型的结构框图，一种手持设备开关机电路，与电源相连，所述手持设备的开关机电路包括电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器及外围电路，电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器并联连接，所述MCU单芯片标准微控制器还与外围电路连接，电源开关控制电路另一端接地。
如图2为本实用新型的电路图，电源开关控制电路包括电源开关键/功能键K1。
外围电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D8、电阻R1、电阻R6、电容C1、电阻R5、电阻R4、电阻R3、USB_VBUS虚拟电源接口外部USB电源接口、BAT_DET电池电压检测接口、POWER_EN电源使能网络接口、OFF关机网络端口、二极管D1、电阻R2、BAT电源接口；
所述MCU单芯片标准微控制器的1脚经二极管D1、电阻R2与电源相连，且还与开关机控制电路的电源开关键/功能键K1相连，MCU单芯片标准微控制器的1脚还经电阻R3与BAT电源接口相连；
MCU单芯片标准微控制器的2脚接地；
MCU单芯片标准微控制器的3脚经二极管D2与OFF关机网络端口连接，并经电阻R4与MCU单芯片标准微控制器的6脚连接，MCU单芯片标准微控制器的6脚还经电阻R5接地；
MCU单芯片标准微控制器的4脚分别与POWER_EN电源使能网络接口、电阻R1、二极管D8相连，电阻R1另一端分别与BAT_DET电池电压检测接口、电阻R6连接，且电阻R6另一端接地，二极管D8另一端分别与电阻R7、电阻R8相连，电阻R7另一端与USB_VBUS虚拟电源接口相连，电阻R8另一端接地；
MCU单芯片标准微控制器的5脚与BAT电源接口、电容C1相连，电容C1另一端接地。
1)实现电源开关控制电路中的电源开关键和功能键的复用：当电源开关键/功能键K1按下时，MCU单芯片标准微控制器的1脚处为低电频，如果机器当前的状态为关机状态，电源开关键/功能键K1按下的持续时间超过1秒，MCU单芯片标准微控制器的4脚相连的POWER_EN电源使能网络接口即输出高电平，机器上电开起。当机器处于开机状态时，电源开关键/功能键K1按下后，电源开关键/功能键K1通过二极管D1把CPU总线扩展器电压变为低电平，机器的主CPU能够检测到电源开关键/功能键K1的短按和长按，响应功能操作和关机。短按为功能键的功能，长按超过1秒为关机的动作：主CPU通过CPU总线扩展器一个端口发送高电平到OFF关机网络端口，MCU单芯片标准微控制器的3脚检测此高电平，置POWER_EN电源使能网络接口为高阻态，POWER_EN电源使能网络接口经电感R1和电感R6后变为低电平，机器的电源关闭。
2)当手持设备机器处于死机状态，长按电源开关控制电路的电源开关键/功能键实现手持设备机器关机：如果手持设备机器处于死机状态，机器无法正常关闭，此时长按电源开关键/功能键K1持续时间超过7秒后，MCU单芯片标准微控制器进入强制无条件关机流程，置POWER_EN电源使能网络接口为高阻态，POWER_EN电源使能网络接口经电阻R1和电阻R6后变为低电平，机器的电源关闭，结束机器的死机状态。
3)手持设备机器关机时，将手持设备机器通过USB接口连接到电脑上，机器自动开机：当手持设备机器处于关机状态时，机器通过USB接口连接到电脑上，USB_VBUS虚拟电源接口处电压经电阻R7和电阻R8分压后得到一个幅值合适的高电平，送到POWER_EN电源使能网络接口，机器开起，同时MCU单芯片标准微控制器的4脚检测到此高电平后，由高阻态的输入状态切换为输出高电平，锁死POWER_EN电源使能网络接口处为高电平，机器一直维持开机。
4)手持设备机器开机过程中的电池电压的检测：电源开关键/功能键K1长按持续一定的时长后，MCU单芯片标准微控制器的3脚会输出一个高电平，此高电平经电阻R4、电阻R5分压后，送入MCU单芯片标准微控制器的6脚，利用MCU单芯片标准微控制器6脚的输入状态的高低电平门槛值来判断分压后的电平是高还是低，6脚读到高电平即表示电池电压高于预设值，机器可以正常开机，POWER_EN电源使能网络接口处输出高电平，机器开机。如果MCU单芯片标准微控制器的6脚读到的分压后的电平低于I/O口的电平门槛值，表示电池电压低于预期值，MCU单芯片标准微控制器的代码中就不执行开机的动作。USB接口连接时，USB_VBUS虚拟电源信号送入MCU单芯片标准微控制器的4脚后，4脚检测到高电平后，同样会通过MCU单芯片标准微控制器的3脚送出一个电池电压幅值的高电平，经电阻R4、电阻R5分压后送入MCU单芯片标准微控制器的6脚，用于开机前的电池电压检测，如果电池电压低于预期值，MCU单芯片标准微控制器的4脚不输出高电平，维持高阻态，POWER_EN电源使能网络靠VBUS虚拟电压来维持高电平，维持开机状态，当USB接口拔掉后，手持设备机器立即断电关机，避免电池电压不足时，拔掉USB接口后手持设备死机和反复重起。
5)手持设备机器关机后，电路中的电阻不会消耗电池的电量：本手持设备开关电路中MCU单芯片标准微控制器内部为MOSFET场效应管，当I/O输入输出端口为高电平时，在一定的电流范围内，I/O输入输出端口电压就是电池电压，当MCU单芯片标准微控制器的4脚为高阻态时，即断掉了电阻R1、电阻R6的电流消耗，使整机关机后的电流小于5微安，电池的残余电量可以全部给机内的计时时钟使用，计时时钟走动的时间显著增长。
6)电源电路所占PCB电路板空间较小：本手持设备开关电路由MCU单芯片标准微控制器和外围电路组成，电源电路占PCB电路板空间小。
Claims (4)
1.一种手持设备开关机电路，与电源相连，其特征在于：所述手持设备的开关机电路包括电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器及外围电路，电源开关控制电路、CPU总线扩展器、MCU单芯片标准微控制器并联连接，所述MCU单芯片标准微控制器还与外围电路连接，电源开关控制电路另一端接地。
2.根据权利要求1所述的手持设备开关机电路，其特征在于：所述电源开关控制电路包括电源开关键/功能键K1。
3.根据权利要求1或2所述的手持设备开关机电路，其特征在于：所述外围电路包括电阻R7、电阻R8、二极管D8、电阻R1、电阻R6、电容C1、电阻R5、电阻R4、电阻R3、USB_VBUS虚拟电源接口外部USB电源接口、BAT_DET电池电压检测接口、POWER_EN电源使能网络接口、OFF关机网络端口、二极管D1、电阻R2、BAT电源接口；
所述MCU单芯片标准微控制器的1脚经二极管D1、电阻R2与电源相连，且还与开关机控制电路的电源开关键/功能键K1相连，MCU单芯片标准微控制器的1脚还经电阻R3与BAT电源接口相连；
MCU单芯片标准微控制器的2脚接地；
MCU单芯片标准微控制器的3脚经二极管D2与OFF关机网络端口连接，并经电阻R4与MCU单芯片标准微控制器的6脚连接，MCU单芯片标准微控制器的6脚还经电阻R5接地；
MCU单芯片标准微控制器的4脚分别与POWER_EN电源使能网络接口、电阻R1、二极管D8相连，电阻R1另一端分别与BAT_DET电池电压检测接口、电阻R6连接，且电阻R6另一端接地，二极管D8另一端分别与电阻R7、电阻R8相连，电阻R7另一端与USB_VBUS虚拟电源接口相连，电阻R8另一端接地；
MCU单芯片标准微控制器的5脚与BAT电源接口、电容C1相连，电容C1另一端接地。
4.根据权利要求3所述的手持设备开关机电路，其特征在于：所述MCU单芯片标准微控制器为6管脚封装的PIC10F2xx系列微控制器。
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