CN217010834U - 按键复用电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种按键复用电路及电子设备，该电路包括：供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器、控制电路和按键开关，供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器依序连接，所述供电电源对所述施密特触发器供电，所述按键开关与所述控制电路连接，所述控制电路与所述第一开关管的控制端连接，所述控制电路用于连接受控器件以输出第一控制信号，所述施密特触发器用于连接受控器件以输出第二控制信号：当所述按键开关按下时，所述控制电路输出第一控制信号，并且控制所述第一开关管导通以使所述供电电源对所述延时电路供电，所述延时电路升压直到其输出电压大于所述施密特触发器的预设电压值时，所述施密特触发器输出第二控制信号。

Description

按键复用电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及按键复用电路及电子设备。

背景技术

随着各种智能电子产品的普及，用户每天都会使用智能电子产品。大多数智能电子产品都是通过按键来实现开关机功能的。用户在使用电子产品的过程中，由于各种原因会出现软件卡死导致死机的问题，因此需要强制断电来重启电子设备。为了同时具备开机和重启两种功能，通常采用的按键电路设置为：一个按键实现开机，另一个按键实现断电重启。为了同时实现上述两种功能，上述的按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简，造成一定的冗余。而目前的电子产品对产品的小型化、便携性、外观的简洁性、时尚性的要求日趋增加，那么体积的小型化、外形的简洁化使得人机交互的操作必然得到优化，对外观的要求也应尽可能的降低冗余部件。

实用新型内容

本实用新型提供了按键复用电路及电子设备，旨在解决现有电子设备按键冗余，导致产品成本高、设计复杂、体积大的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种按键复用电路，其包括：供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器、控制电路和按键开关，供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器依序连接，所述供电电源对所述施密特触发器供电，所述按键开关与所述控制电路连接，所述控制电路与所述第一开关管的控制端连接，所述控制电路用于连接受控器件以输出第一控制信号，所述施密特触发器用于连接受控器件以输出第二控制信号：其中，当所述按键开关按下时，所述控制电路输出第一控制信号，并且控制所述第一开关管导通以使所述供电电源对所述延时电路供电，所述延时电路升压直到其输出电压大于所述施密特触发器的预设电压值时，所述施密特触发器输出第二控制信号。

进一步地，所述按键复用电路还包括释放电路，所述释放电路与所述延时电路和所述控制电路连接，其中，当所述按键开关松开时，所述控制电路控制所述释放电路释放所述延时电路的电荷。

进一步地，所述释放电路包括第二开关管和放电电阻，所述放电电阻与所述延时电路连接，所述第二开关管的一端与所述放电电阻连接，另一端接地，控制端与所述控制电路连接。

进一步地，所述第二开关管为NMOS管，所述第二开关管的漏极与所述放电电阻连接，源极接地，栅极与所述控制电路连接。

进一步地，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、导通电阻和采样电阻，所述供电电源通过所述采样电阻用于与受控器件连接以输出所述第一控制信号，所述第一二极管的阳极与所述采样电阻连接，所述第一二极管的阴极与所述按键开关连接；所述供电电源通过所述导通电阻与所述第一开关管的控制端连接，所述第二二极管的阳极与所述导通电阻连接，所述第二二极管的阴极与所述按键开关连接，所述导通电阻还与所述第二开关管的栅极连接。

进一步地，所述第一开关管为PMOS管，所述第一开关管的源极与所述供电电源连接，漏极与所述延时电路连接，栅极与所述导通电阻连接。

进一步地，所述延时电路包括延时电容和充电电阻，所述充电电阻的两端分别连接所述第一开关管和所述施密特触发器，所述延时电容的一端与所述充电电阻连接，另一端接地，所述延时电容的一端还与所述放电电阻连接。

进一步地，所述放电电阻的阻值小于所述充电电阻阻值的百分之十。

进一步地，所述预设电压值为所述供电电源输出电压的百分之七十。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括受控器件和按键复用电路，所述受控器件为MCU，所述按键复用电路为第一方面所述的按键复用电路，其中，施密特触发器与MCU的复位引脚连接，控制电路与MCU的开机引脚连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过按下按键开关触发控制电路直接输出第一控制信号给受控器件，且按键开关同时触发第一开关管导通，供电电源对延时电路充电，延时电路逐渐升压至大于施密特触发器的预设电压值时，施密特触发器输出第二控制信号给受控器件，由此实现了两种按键功能的复用，短按时直接输出第一控制信号，长按时由延时电路延时一段时间后通过施密特触发器输出第二控制信号，解决了按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简，造成一定的冗余的问题，减小产品的设计成本和制造成本，有利于产品的小型化、便捷性和简洁性，人机操作交互更加简单，提高用户使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1展示了本实用新型实施例按键复用电路的电路图；

图2展示了本实用新型实施例按键复用电路的示意图；

图3展示了本实用新型另一实施例按键复用电路的电路图；

图4展示了本实用新型实施例施密特触发器的输入输出波形图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种按键复用电路，包括：供电电源3V3、充电电阻R1、施密特触发器U13、按键开关S1、PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一二极管D5、第二二极管D4、导通电阻R4、采样电阻R5、放电电阻R2和延时电容C1。

供电电源3V3、PMOS管Q1、充电电阻R1、施密特触发器U13依次连接，施密特触发器U13的输出端与受控器件连接，本实施了中的受控器件为MCU，施密特触发器U13的输出端与MCU的一按键功能引脚连接，例如为开/关机引脚，或者是重启引脚，又或者是恢复出厂设置引脚。

PMOS管Q1的源极与供电电源3V3连接，漏极与充电电阻R1连接，栅极与导通电阻R4的一端连接，导通电阻R4的另一端与供电电源3V3连接。导通电阻R4的一端还与NMOS管Q2的栅极连接，NMOS管Q2的源极接地，漏记与放电电阻R2的一端连接，放电电阻R2的另一端与充电电阻R1连接。延时电容C1与充电电阻R1并联。

第二二极管D4的阳极与导通电阻R4的一端连接，第二二极管D4的阴极与按键开关S1的一端连接，按键开关S1的另一端接地。第一二极管D5的阴极与按键开关S1的一端连接，第一二极管D5的阳极与采样电阻R5的一端连接，采样电阻R5的一端还与MCU的另一按键功能引脚连接，采样电阻R5的另一端与供电电源3V3连接。

本实施例的工作原理如下：

当按键开关S1按下时，第一二极管D5导通，KEY1被置低电平。同时第二二极管D4也被导通，此时PMOS的栅极被拉低，PMOS管Q1导通，供电电源3V3通过充电电阻R1给延时电容C1充电，充电电阻R1与延时电容C1组成的RC延时电路，延时电容C1上电压缓慢增加，施密特触发器U13当输入电压上升到70％*供电电源3V3输出电压，施密特触发器U13的输出端输出(KEY2)低电平。KEY网络输出为低，实现长按功能。

此时按键开关S1按下的时间，取决于充电电阻R1和延时电容C1组成的延时电路，通过调整充电电阻R1和延时电容C1的值，调整延时电路的时长。设此延时时长为T。

按键开关S1按下的时间<T，则按键功能只有POWER_KEY网络输出低，称之为短按，当S1按下时间>T，则为长按，按键功能为KEY输出低。

因为存在有RC延时电路，当按键释放时，延时电容C1的电压不能立即释放，不能实现连续按键。此时NMOS与放电电阻R2组成快速放电电路，当按键开关S1按下时，NMOS管Q2的栅极为低电平，此时NMOS管Q2是截止，但按键开关S1松开时NMOS关的栅极由供电电源3V3通过导通电阻R4拉高，NMOS管Q2导通。延时电容C1的电压通过放电电阻R2和NMOS管Q2放电至0V初始状态。放电电阻R2的值要远小于充电电阻R1的值(R2取值<10％*R1)，从而实现快速释放，可连续按键操作。

通过实施本实施了，实现了两种按键功能的复用，短按时直接输出第一控制信号，长按时由延时电路延时一段时间后通过施密特触发器U13输出第二控制信号，解决了按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简，造成一定的冗余的问题，减小产品的设计成本和制造成本，有利于产品的小型化、便捷性和简洁性，人机操作交互更加简单，提高用户使用体验。

参照图2，本实用新型实施了还提供了另一种按键复用电路，其包括：供电电源3V3、第一开关管Q1、延时电路10、施密特触发器U13、控制电路20和按键开关S1，供电电源3V3、第一开关管Q1、延时电路10、施密特触发器U13依序连接，所述供电电源3V3对所述施密特触发器U13供电，所述按键开关S1与所述控制电路20连接，所述控制电路20与所述第一开关管Q1的控制端连接，所述控制电路20用于连接受控器件以输出第一控制信号，所述施密特触发器U13用于连接受控器件以输出第二控制信号：其中，当所述按键开关S1按下时，所述控制电路20输出第一控制信号，并且控制所述第一开关管Q1导通以使所述供电电源3V3对所述延时电路10供电，所述延时电路10升压直到其输出电压大于所述施密特触发器U13的预设电压值时，所述施密特触发器U13输出第二控制信号。

通过本实施例，按下按键开关S1触发控制电路20直接输出第一控制信号给受控器件，且按键开关S1同时触发第一开关管Q1导通，供电电源3V3对延时电路10充电，延时电路10逐渐升压至大于施密特触发器U13的预设电压值时，施密特触发器U13输出第二控制信号给受控器件，由此实现了两种按键功能的复用，短按时直接输出第一控制信号，长按时由延时电路10延时一段时间后通过施密特触发器U13输出第二控制信号，解决了按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简，造成一定的冗余的问题，减小产品的设计成本和制造成本，有利于产品的小型化、便捷性和简洁性，人机操作交互更加简单，提高用户使用体验。

参照图2和图3，在一实施例中，所述按键复用电路还包括释放电路30，所述释放电路30与所述延时电路10和所述控制电路20连接，其中，当所述按键开关S1松开时，所述控制电路20控制所述释放电路30释放所述延时电路10的电荷。由于存在RC延时电路10，当按键释放时，延时电路10的电压不能立即释放，不能实现连续按键。本实施例通过增加释放电路30，当松开按键时，实现快速释放，可连续按键操作。

在一实施例中，继续参照图3，所述释放电路30包括第二开关管Q2和放电电阻R2，所述放电电阻R2与所述延时电路10连接，所述第二开关管Q2的一端与所述放电电阻R2连接，另一端接地，控制端与所述控制电路20连接。本实施例由第二开关管Q2和放电电阻R2组成释放电路30，第二开关管Q2的控制端由控制电路20控制，当松开按键时，控制电路20控制第二开关管Q2导通，延时电路10的电压即可通过放电电阻R2和第二开关管Q2快速泄压，可连续按键操作。具体地，本实施例中的所述第二开关管Q2为NMOS管Q2，所述第二开关管Q2的漏极与所述放电电阻R2连接，源极接地，栅极与所述控制电路20连接。

在一实施例中，继续参照图3，所述控制电路20包括第一二极管D5、第二二极管D4、导通电阻R4和采样电阻R5，所述供电电源3V3通过所述采样电阻R5用于与受控器件连接以输出所述第一控制信号，所述第一二极管D5的阳极与所述采样电阻R5连接，所述第一二极管D5的阴极与所述按键开关S1连接；所述供电电源3V3通过所述导通电阻R4与所述第一开关管Q1的控制端连接，所述第二二极管D4的阳极与所述导通电阻R4连接，所述第二二极管D4的阴极与所述按键开关S1连接，所述导通电阻R4还与所述第二开关管Q2的栅极连接。

在本实施例中，所述第一开关管Q1为PMOS管Q1，所述第一开关管Q1的源极与所述供电电源3V3连接，漏极与所述延时电路10连接，栅极与所述导通电阻R4连接。

具体地，当按键按下时，第一二极管D5导通，使得采样电阻R5的电压被拉低，MCU的按键功能引脚被置低电平。同时第二二极管D4也导通，PMOS管Q1的栅极电压被拉低，触发PMOS管Q1导通，供电电源3V3随即对延时电路10进行充电。此时，NMOS管Q2的栅极电位也是低电平，NMOS管Q2是截止的，延时电路10处于充电状态。而当按键松开时，PMOS管Q1截止，供电电源3V3停止对延时电路10充电；NMOS管Q2导通，通过NMOS管Q2和放电电阻R2组成的释放电路30对延时电路10快速释放电压，延时电路10处于放电状态。

在本实施例中，继续参照图3，所述延时电路10包括延时电容C1和充电电阻R1，所述充电电阻R1的两端分别连接所述第一开关管Q1和所述施密特触发器U13，所述延时电容C1的一端与所述充电电阻R1连接，另一端接地，所述延时电容C1的一端还与所述放电电阻R2连接。本实施例的延时电路10由延时电容C1与充电电阻R1组成，利用电容电压不能突变的特性，由充电电阻R1对延时电容C1充电，延时电容C1的电压缓慢增加，直到电压增加到能够触发施密特触发器U13，从而实现了延时触发，实现了长按功能。长按的时间取决于延时电容C1和充电电阻R1的值，通过调整延时电容C1和充电电阻R1的值可以确定延时时长，例如为4.7S。

具体地，所述放电电阻R2的阻值小于所述充电电阻R1阻值的百分之十。也即R2取值<10％*R1。放电电阻R2的电阻值远小于充电电阻R1的电阻值可以实现电压的快速释放。

具体地，参照图4，所述预设电压值为所述供电电源3V3输出电压的百分之七十。供电电源3V3对施密特触发器U13供电。施密特触发器U13的预设电压值设为供电电压的70％触发输出第二控制信号。当施密特触发器输入的为高电平，其输出翻转为低电平。

本实用新型实施了还提供了一种电子设备，包括受控器件和按键复用电路，所述受控器件为MCU，所述按键复用电路为第一方面所述的按键复用电路，其中，施密特触发器U13与MCU的复位引脚连接，控制电路20与MCU的开机引脚连接。

通过实施本实施例，利用按键复用电路解决了按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简，造成一定的冗余的问题。一个按键即可实现两种按键功能，短按时触发其中一种按键功能，长按时触发另一种案件功能，由此，减小产品的设计成本和制造成本，有利于产品的小型化、便捷性和简洁性，人机操作交互更加简单，提高用户使用体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种按键复用电路，其特征在于，包括：供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器、控制电路和按键开关，供电电源、第一开关管、延时电路、施密特触发器依序连接，所述供电电源对所述施密特触发器供电，所述按键开关与所述控制电路连接，所述控制电路与所述第一开关管的控制端连接，所述控制电路用于连接受控器件以输出第一控制信号，所述施密特触发器用于连接受控器件以输出第二控制信号：其中，

当所述按键开关按下时，所述控制电路输出第一控制信号，并且控制所述第一开关管导通以使所述供电电源对所述延时电路供电，所述延时电路升压直到其输出电压大于所述施密特触发器的预设电压值时，所述施密特触发器输出第二控制信号。

2.根据权利要求1所述的按键复用电路，其特征在于，还包括释放电路，所述释放电路与所述延时电路和所述控制电路连接，其中，当所述按键开关松开时，所述控制电路控制所述释放电路释放所述延时电路的电荷。

3.根据权利要求2所述的按键复用电路，其特征在于，所述释放电路包括第二开关管和放电电阻，所述放电电阻与所述延时电路连接，所述第二开关管的一端与所述放电电阻连接，另一端接地，控制端与所述控制电路连接。

4.根据权利要求3所述的按键复用电路，其特征在于，所述第二开关管为NMOS管，所述第二开关管的漏极与所述放电电阻连接，源极接地，栅极与所述控制电路连接。

5.根据权利要求4所述的按键复用电路，其特征在于，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、导通电阻和采样电阻，所述供电电源通过所述采样电阻用于与受控器件连接以输出所述第一控制信号，所述第一二极管的阳极与所述采样电阻连接，所述第一二极管的阴极与所述按键开关连接；所述供电电源通过所述导通电阻与所述第一开关管的控制端连接，所述第二二极管的阳极与所述导通电阻连接，所述第二二极管的阴极与所述按键开关连接，所述导通电阻还与所述第二开关管的栅极连接。

6.根据权利要求5所述的按键复用电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，所述第一开关管的源极与所述供电电源连接，漏极与所述延时电路连接，栅极与所述导通电阻连接。

7.根据权利要求6所述的按键复用电路，其特征在于，所述延时电路包括延时电容和充电电阻，所述充电电阻的两端分别连接所述第一开关管和所述施密特触发器，所述延时电容的一端与所述充电电阻连接，另一端接地，所述延时电容的一端还与所述放电电阻连接。

8.根据权利要求7所述的按键复用电路，其特征在于，所述放电电阻的阻值小于所述充电电阻阻值的百分之十。

9.根据权利要求1-8任一项所述的按键复用电路，其特征在于，所述预设电压值为所述供电电源输出电压的百分之七十。

10.一种电子设备，包括受控器件和按键复用电路，所述受控器件为MCU，所述按键复用电路为权利要求1-9任一项所述的按键复用电路，其中，施密特触发器与MCU的复位引脚连接，控制电路与MCU的开机引脚连接。

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