3V-5V開關(guān)機(jī)參考電路
5V-30V開關(guān)機(jī)參考電路
單鍵開關(guān)機(jī)電路
一、電路設(shè)計核心要點(diǎn)
在實(shí)現(xiàn)長按開機(jī)、長按關(guān)機(jī)以及輕觸開關(guān)鎖屏等功能的電路設(shè)計中，關(guān)鍵要素如下：
電源芯片選擇：采用帶有EN使能引腳的電源芯片，例如文中提到的MP2144。它能夠?qū)⑤斎腚妷篤IN穩(wěn)定降壓至3.3V，為單片機(jī)及整個系統(tǒng)提供可靠的電源支持。
單片機(jī)引腳配置：單片機(jī)需具備兩個I/O引腳，分別為KEY_ON和PWR_EN。其中，KEY_ON作為輸入引腳，用于檢測按鍵信號；PWR_EN則配置為推挽輸出，用于控制電源芯片的使能狀態(tài)。
二極管的巧妙應(yīng)用：電路中包含兩個二極管D3和D4，它們共同構(gòu)成類似或門的邏輯功能。只要D3或D4的一端輸入為高電平，SWEN就會被拉高至高電平。反之，若兩端均為低電平，SWEN則通過R12被下拉至低電平。只有當(dāng)SW_EN保持高電平時，MP2144才會持續(xù)為系統(tǒng)供電。
MOS管的關(guān)鍵作用：MOS管Q2在電路中扮演著至關(guān)重要的角色。它負(fù)責(zé)將按鍵電平VIN轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的3.3V電壓軌，從而避免VIN過高電壓對單片機(jī)I/O口造成損壞。單片機(jī)通過讀取KEY_ON引腳的電平狀態(tài)，精準(zhǔn)獲取按鍵的操作情況。雖然Q2也可以用三極管替代，但三極管的關(guān)斷漏電流相對較大，會導(dǎo)致待機(jī)功耗顯著增加，進(jìn)而影響電池續(xù)航能力。
二、按鍵開機(jī)流程詳解
初始關(guān)機(jī)狀態(tài)：在電路剛剛上電時，MP2144的EN引腳處于低電平狀態(tài)，因此電源芯片不會輸出電力，整個系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)模式。此時，電路回路中僅有MP2144的關(guān)斷電流，數(shù)值極小，僅為0.1uA，能夠有效減少電池電量的消耗，延長電池使用壽命。
按鍵觸發(fā)瞬間：當(dāng)用戶按下SW-PB按鍵后，D3二極管導(dǎo)通，使得SW_EN電平被拉高至高電平，觸發(fā)MP2144開始工作。MP2144隨即輸出穩(wěn)定的3.3V電源，為單片機(jī)及其他相關(guān)電路供電，整個系統(tǒng)逐步啟動。
單片機(jī)上電初始化：單片機(jī)在獲得電力后，將按照預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行初始化操作。具體來說，會將KEY_ON引腳設(shè)置為輸入模式，以便實(shí)時監(jiān)測按鍵狀態(tài)；同時將PWR_EN引腳配置為初始輸出低電平的推挽輸出模式。由于用戶在按下按鍵時，SW-PB處于持續(xù)按下的狀態(tài)，Q2導(dǎo)通，導(dǎo)致KEY_ON引腳被拉低至低電平。
按鍵時長檢測與響應(yīng)：單片機(jī)持續(xù)檢測KEY_ON引腳的電平狀態(tài)。若檢測到該引腳保持低電平的時間較短（不超過預(yù)設(shè)的Xs），且當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)為關(guān)機(jī)，則當(dāng)按鍵松開瞬間，SW_EN會迅速變?yōu)榈碗娖?，整個系統(tǒng)立即斷電，重新回到關(guān)機(jī)狀態(tài)，僅維持MP2144的微小關(guān)斷電流。
長按開機(jī)執(zhí)行：若單片機(jī)檢測到KEY_ON引腳持續(xù)低電平的時間達(dá)到預(yù)設(shè)的Xs時長，并且系統(tǒng)當(dāng)前處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，則判定用戶正在進(jìn)行長按開機(jī)操作。此時，單片機(jī)將執(zhí)行開機(jī)流程，將PWR_EN引腳設(shè)置為輸出高電平，確保SW_EN保持高電平，從而使MP2144持續(xù)為系統(tǒng)供電。隨后，單片機(jī)進(jìn)一步初始化其他外設(shè)模塊，并正式運(yùn)行系統(tǒng)程序，完成整個開機(jī)過程。
三、電路工作邏輯補(bǔ)充說明
二極管或門邏輯強(qiáng)化：D3和D4二極管構(gòu)成的或門邏輯是電路穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。只要D3或D4的任一端輸入為高電平，SWEN即被拉高至高電平，確保MP2144持續(xù)供電。例如，當(dāng)單片機(jī)通過控制PWR_EN引腳輸出高電平時，即使用戶松開按鍵，SWEN依然保持高電平，系統(tǒng)能夠持續(xù)正常運(yùn)行。只有當(dāng)單片機(jī)主動將PWR_EN引腳設(shè)置為低電平，或者按鍵操作使得D3和D4的輸入端均變?yōu)榈碗娖剑琒WEN才會變?yōu)榈碗娖?，系統(tǒng)隨之掉電。系統(tǒng)掉電后，整個電路的關(guān)機(jī)電流僅為MP2144的關(guān)斷電流0.1uA，極大程度上降低了電池電量的損耗。
重新上電機(jī)制：由于系統(tǒng)掉電后，僅保留極小的關(guān)斷電流，若要重新啟動系統(tǒng)，必須通過長按開機(jī)按鍵的方式觸發(fā)開機(jī)流程。這種設(shè)計有效避免了誤觸導(dǎo)致的意外開機(jī)，同時確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電源管理的可靠性。
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