CN204103881U - 一种基于矩阵按键实现电源开关的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于矩阵按键实现电源开关的电路，包括矩阵按键、电源使能电路、降压电路、延时电路、微控制器和外部电源，微控制器用于检测矩阵按键中各按键工作状态；矩阵按键包括电源开关控制与功能复用的按键S1，按键S1所在列的输出端通过第一保护电路与微控制器电连接，按键S1所在行的输出端通过第二保护电路分别与延时电路的输入端、电源使能电路的输入端电信号连接，延时电路的输出端、电源使能电路的输出端分别与降压电路的电源使能端电连接。本实用新型设置了第一保护电路和第二保护电路，将电源开关控制与功能复用的按键S1与微控制器、延时电路有效隔离，使得电源开关功能和矩阵按键功能互不影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于矩阵按键实现电源开关的电路，属于电子技术领域。
背景技术
一般电子设备中均配备有DC-DC降压芯片，DC-DC降压芯片通常自带电源使能引脚，芯片使能情况下（输出电压），最小工作电流在mA级别，不使能情况下（不输出电压），最小工作电流在10uA级别，同时无电源输出。
其不足之处在于：若电子设备需要长时间待机，必须有单独的电源使能控制端，采用矩阵按键的设备，使用的按键类型为自复位常开型按键，且持续保持闭合状态，会影响其他矩阵中按键检测，不能单独应用于电源使能电路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于矩阵按键实现电源开关的电路，解决现有技术中自复位常开型按键电源开关功能和矩阵按键功能互相影响，不能单独应用于电源使能电路的技术问题。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于矩阵按键实现电源开关的电路，包括矩阵按键、电源使能电路、降压电路、延时电路、微控制器和外部电源，微控制器用于检测矩阵按键中各按键工作状态，外部电源用于给电源使能电路、降压电路和延时电路供电；所述矩阵按键包括电源开关控制与功能复用的按键S1，按键S1所在列的输出端通过第一保护电路与微控制器电连接，按键S1所在行的输出端通过第二保护电路分别与延时电路的输入端、电源使能电路的输入端电信号连接，延时电路的输出端、电源使能电路的输出端分别与降压电路的电源使能端电连接，降压电路的电源使能端还通过电阻R6连接微控制器，通过电阻R3接地。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一保护电路包括电阻R1、二极管D1和二极管D3，电阻R1的一端与外部电源电连接，另一端分别与二极管D1、二极管D3的负极电连接，二极管D1的正极与所述微控制器的I/O接口电连接，二极管D3的正极接地。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二保护电路由电阻R5和二极管D2组成，电阻R5的一端接地，另一端分别与按键S1所在行的输出端、二极管D2的正极电连接，二极管D2的负极与延时电路的输入端电连接。
作为本实用新型的优选方案，所述电源使能电路包括电阻R2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、PNP型三极管C1和NPN型三极管Q1，电阻R2串联于外部电源和三极管Q1的集电极之间，电阻R8串联于三极管C1的基极和三极管Q1的集电极之间，三极管C1的发射极通过导线与外部电源电连接，集电极串联电阻R9之后与降压电路的电源使能端电连接，三极管Q1的基极通过电阻R7与第二保护电路的输出端电连接，发射极接地。
作为本实用新型的优选方案，所述延时电路包括电阻R4、电阻R10、电阻R11、电容C2和NPN型三极管Q2，电阻R10的一端与第二保护电路的输出端电连接，另一端通过电阻R11和电容C2构成的并联电路接地，同时还与三极管Q2的基极电连接；三极管Q2的集电极通过电阻R4与外部电源电连接，通过导线与降压电路的电源使能端电连接，三极管Q2的发射极接地。
作为本实用新型的优选方案，所述降压电路选用XL1583E1降压型直流电源转换芯片。
与现有技术相比，本实用新型所产生的有益效果是：设置了第一保护电路和第二保护电路，将电源开关控制与功能复用的按键S1与微控制器、延时电路有效隔离，使得电源开关功能和矩阵按键功能互不影响 ；本实用新型是电源模块高电平使能电源，对于电源使能电平与本实用新型相反的电源模块，只需再串联一级电源能使能电路，便可驱动，便于电路的扩展和改进，具有较大的灵活性，适用范围广；电路对按键驱动能力要求低，轻触开关、薄膜按键、硅胶按键等其他矩阵按键均可驱动。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型的2*2矩阵按键电路图。
图3是本实用新型的保护电路图。
图4是本实用新型的电源使能电路图。
图5是本实用新型的延时电路图。
图6是本实用新型的降压电路图。
图7是本实用新型的微控制器接口电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，是本实用新型的电路原理框图，包括矩阵按键、电源使能电路、降压电路、延时电路、微控制器和外部电源，微控制器用于检测矩阵按键中各按键工作状态，外部电源用于给电源使能电路、降压电路和延时电路供电。矩阵按键包括电源开关控制与功能复用的按键S1，按键S1所在列的输出端通过第一保护电路与微控制器电连接，按键S1所在行的输出端通过第二保护电路分别与延时电路的输入端、电源使能电路的输入端电信号连接，延时电路的输出端、电源使能电路的输出端分别与降压电路的电源使能端电连接，降压电路的电源使能端连接微控制器。
如图2所示，是2*2矩阵按键电路图，本实用新型仅以2*2矩阵按键为例，但不限于2*2矩阵按键，也适用于其他规模的矩阵按键，电路对按键驱动能力要求低，因此矩阵按键可选用轻触开关、薄膜按键和硅胶按键等。图中按键S1为电源开关控制与功能复用按键，长按S1可触发延时电路，强制断开电源使能，强制微控制器断电复位；短按S1使能电源，微控制器供电。
如图3所示，是本实用新型的保护电路图，图中上部分为本实用新型所述第一保护电路，下部分为第二保护电路。
第一保护电路包括电阻R1、二极管D1和二极管D3，电阻R1的一端与外部电源电连接，另一端分别与二极管D1、二极管D3的负极电连接，二极管D1的正极与所述微控制器的I/O接口电连接，二极管D3的正极接地。
第二保护电路由电阻R5和二极管D2组成，电阻R5的一端接地，另一端分别与按键S1所在行的输出端、二极管D2的正极电连接，二极管D2的负极与延时电路的输入端电连接。
如图4所示，是本实用新型的电源使能电路图：包括电阻R2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、PNP型三极管C1和NPN型三极管Q1，电阻R2串联于外部电源和三极管Q1的集电极之间，电阻R8串联于三极管C1的基极和三极管Q1的集电极之间，三极管C1的发射极通过导线与外部电源电连接，集电极串联电阻R9之后与降压电路的电源使能端电连接，三极管Q1的基极通过电阻R7与第二保护电路的输出端电连接，发射极通过导线接地。
如图5所示，是本实用新型的延时电路图，延时电路包括电阻R4、电阻R10、电阻R11、电容C2和NPN型三极管Q2，电阻R10的一端与第二保护电路的输出端电连接，另一端通过电阻R11和电容C2构成的并联电路接地，同时还与三极管Q2的基极电连接，调整R10、R11、C2可更改延时时间。三极管Q2的集电极通过电阻R4与外部电源电连接，通过导线与降压电路的电源使能端电连接，三极管Q2的发射极接地。
如图6所示，是本实用新型的降压电路图，降压电路选用XL1583E1降压型直流电源转换芯片，芯片的电源使能引脚通过电阻R6与微控制器连接，通过电阻R3接地。
如图7所示，是本实用新型的微控制器接口电路图，1~4四个引脚连接微控制器的IO接口；微控制器通过这四个端口扫描矩阵按键，用于检测矩阵案件中各按键工作状态，ROW1、ROW2按键行扫描，Col1、2按键列扫描。引脚5也与微控制器的I/O接口连接，微控制器通电后控制引脚5，在按键松开后使电源断开。引脚6连接用于给微控制器供电的电源。
本实用新型工作时，按键S1按下时，触发电源使能电路、延时电路、第一保护电路和第二保护电路，电源使能电路可将按键S1导通后提供的微弱的电压信号转换为电源使能驱动控制信号，触发降压电路，降压电路输出供电到微控制器，微控制器通电后，通过第一保护电路检测矩阵按键工作状态，给出降压电路使能信号，此信号必须在0.5s内给出，此信号和电源使能电路的输出信号是“或”逻辑关系，此时按键S1断开，降压电路仍处于使能状态，输出电压信号。延时电路供电后，0.5s内按键S1没有断开，将对降压电路给出一个去使能信号，此信号和电源使能电路、微控制器的输出信号是“与”逻辑关系，此时不论微控制器是否给出使能信号，降压电路停止工作。在降压电路使能输出电压时，微控制器通过第一保护电路检测到按键S1的状态，并把S1作为普通按键使用，即按键S1在矩阵按键中不是去原有功能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1. 一种基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，包括矩阵按键、电源使能电路、降压电路、延时电路、微控制器和外部电源，微控制器用于检测矩阵按键中各按键工作状态，外部电源用于给电源使能电路、降压电路和延时电路供电；所述矩阵按键包括电源开关控制与功能复用的按键（S1），按键（S1）所在列的输出端通过第一保护电路与微控制器电连接，按键（S1）所在行的输出端通过第二保护电路分别与延时电路的输入端、电源使能电路的输入端电信号连接，延时电路的输出端、电源使能电路的输出端分别与降压电路的电源使能端电连接，降压电路的电源使能端还通过电阻（R6）连接微控制器，通过电阻（R3）接地。
2. 根据权利要求1所述的基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，所述第一保护电路包括电阻（R1）、二极管（D1）和二极管（D3），电阻（R1）的一端与外部电源电连接，另一端分别与二极管（D1）、二极管（D3）的负极电连接，二极管（D1）的正极与所述微控制器的I/O接口电连接，二极管（D3）的正极接地。
3. 根据权利要求1所述的基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，所述第二保护电路由电阻（R5）和二极管（D2）组成，电阻（R5）的一端接地，另一端分别与按键（S1）所在行的输出端、二极管（D2）的正极电连接，二极管（D2）的负极与延时电路的输入端电连接。
4. 根据权利要求3所述的基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，所述电源使能电路包括电阻（R2）、电阻（R7）、电阻（R8）、电阻（R9）、PNP型三极管（C1）和NPN型三极管（Q1），电阻（R2）串联于外部电源和三极管（Q1）的集电极之间，电阻（R8）串联于三极管（C1）的基极和三极管（Q1）的集电极之间，三极管（C1）的发射极通过导线与外部电源电连接，集电极串联电阻（R9）之后与降压电路的电源使能端电连接，三极管（Q1）的基极通过电阻（R7）与第二保护电路的输出端电连接，发射极接地。
5. 根据权利要求3所述的基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，所述延时电路包括电阻（R4）、电阻（R10）、电阻（R11）、电容（C2）和NPN型三极管（Q2），电阻（R10）的一端与第二保护电路的输出端电连接，另一端通过电阻（R11）和电容（C2）构成的并联电路接地，同时还与三极管（Q2）的基极电连接；三极管（Q2）的集电极通过电阻（R4）与外部电源电连接，通过导线与降压电路的电源使能端电连接，三极管（Q2）的发射极接地。
6. 根据权利要求1所述的基于矩阵按键实现电源开关的电路，其特征在于，所述降压电路选用XL1583E1降压型直流电源转换芯片。
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