CN111427279A - 软件自锁式按键开关机控制***及方法 - Google Patents

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金华
赵良圆
陆诚
陈姗姗
邱红康
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Abstract

本发明公开了一种软件自锁式按键开关机控制***及方法，包括按键开关、连接按键开关的控制模块，控制模块用以自定义开/关机方式，以及接收按键开关的按压信号，判断按压信号与自定义开/关机方式中定义的开/关机信号是否匹配；以及，当按压信号与开机信号匹配时，控制开启供电电源；当按压信号与关机信号匹配时，控制关闭供电电源。本本发明的软件自锁式按键开关机控制***及方法，使用控制模块的软件对***或设备的供电电源开启/关闭信号的锁定与释放，实现软件自锁的开关机，防止失误触碰，用户可以根据实际情况灵活的自定义开关机方式；另一方面，相较于传统的电源管理芯片，关机后没有负载进而实现关机零功耗。

Description

软件自锁式按键开关机控制***及方法
技术领域
本发明涉及通过按键开关控制开关机技术领域，具体涉及一种软件自锁式按键开关机控制***，以及一种软件自锁式按键开关机控制方法。
背景技术
目前，设备的开关机多使用拨档开关、跷板开关和具有自锁功能的按钮开关，这些开关的体积大，开关本体要突出设备本体，影响设备的整体外观；另一方面，这些开关都可以过大电流，许多设备直接用于通断电源，通过机械方式控制电源的通断在通断瞬间会带来比较大的浪涌电流，影响设备内部***运行的安全性和稳定性；再者，机械特点同时也约束了使用灵活性，容易失误触碰。
随着技术的进一步推进，现阶段出现轻触开关(也称“按键开关”)，常见使用轻触开关作为开关机方式的硬件产品有笔记本电脑、手机和平板，这些硬件产品通过电源管理芯片(PMIC)自带的开关机逻辑控制设备的开关机。但，多数电源管理芯片是为特定处理器定制，开关机方式固定；关机时，由于电源管理新芯片直接挂在电源线下，仍然有50～100uA的漏电流。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种软件自锁式按键开关机控制***及方法，实现软件自锁的开关机，防止失误触碰，用户可以根据实际情况灵活的自定义开关机方式，同时实现关机零功耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软件自锁式按键开关机控制***，包括，
按键开关；
连接所述按键开关的控制模块，用以自定义开/关机方式，以及接收所述按键开关的按压信号，判断所述按压信号与所述自定义开/关机方式中定义的开/关机信号是否匹配；以及，当所述按压信号与所述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当所述按压信号与所述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制模块包括，
控制电路，用以连接所述按键开关，传递所述按压信号；
自定义单元，用以自定义开/关方式，产生开/关机信号；
处理单元，分别与所述控制电路和自定义单元连接，接收所述控制电路传递的所述按压信号；以及判断所述按压信号与所述开/关机信号是否匹配，根据匹配结果产生电源开关信号。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括当前为开机状态下，所述处理单元判断按压信号与关机信号是否匹配；当前为关机状态下，所述处理单元判断按压信号与开机信号是否匹配。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述自定义单元和处理单元集成在控制器芯片内部，所述控制电路设置在控制器芯片外部。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述自定义单元、处理单元和控制电路均集成在控制器芯片内部。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制器芯片的封装包括输入引脚(PA0)、第一输出引脚(PA1)、和第二输出引脚(PA2)；所述处理单元与输入引脚(PA0)、第一输出引脚(PA1)、第二输出引脚(PA2)连接，其产生的所述电源开关信号由第二输出引脚输出。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制电路包括二极管一、二极管二、P型MOS管和N型MOS管；
所述二极管一和二极管二并联、且两者的阴极均连接所述按键开关的第一连接端，所述按键开关的第二连接端接地；
所述P型MOS管的源极连接第一电源端，其漏极连接第二电源端，其门极连接二极管一的阳极；
所述N型MOS管的源极接地，其漏极连接二极管一的阳极，其门极连接所述第一输出引脚；
所述二极管二的阳极连接输入引脚；
所述二极管二的阳极还通过上拉电阻一(R1)连接第三电源端，所述二极管一的阳极还通过上拉电阻二(R2)连接所述第一电源端。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述二极管一和二极管二封装为共阴极并联二极管。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软件自锁式按键开关机控制方法，包括以下步骤，
按键开关产生按压信号；
控制模块接收所述按压信号，判断所述按压信号与自定义的开/关机信号是否匹配，当所述按压信号与所述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当所述按压信号与所述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括当前为开机状态下，判断所述按压信号与关机信号是否匹配；当前为关机状态下，判断所述按压信号与开机信号是否匹配。
本发明的有益效果：
本发明的软件自锁式按键开关机控制***及方法，使用控制模块的软件对***或设备的供电电源开启/关闭信号的锁定与释放，实现软件自锁的开关机，防止失误触碰，用户可以根据实际情况灵活的自定义开关机方式，比如，长按三秒开/关机，或者连续三个短按开/关机，或者两秒长按+短按开/关机等；另一方面，相较于传统的电源管理芯片，关机后没有负载进而实现关机零功耗。
附图说明
图1是本发明优选实施例中软件自锁式按键开关控制***的电路原理图；
图2为长按三秒开/关机时各个节点的时序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例公开一种软件自锁式按键开关机控制***，包括按键开关和连接上述按键开关的控制模块。其中，该按键开关为轻触开关，常态下为断开状态，被按压后导通。上述控制模块用以自定义开/关机方式，以及接收上述按键开关的按压信号，判断上述按压信号与上述自定义开/关机方式中定义的开/关机信号是否匹配；以及，当上述按压信号与上述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当上述按压信号与上述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
自定义开/关方式包括用户根据自己的需要进行设置，比如，长按三秒开/关机，或者连续三个短按开/关机，或者两秒长按+短按开/关机，或者短按+长按两秒等，此处长按或短按的对象为上述按键开关，按键开关被按后导通。此处，开关机方式设置后可以再次更新重新设置。
具体的，上述控制模块包括控制电路、自定义单元和处理单元，
上述控制电路用以连接上述按键开关，传递按键开关的按压信号；
上述自定义单元用以自定义开/关方式，产生开/关机信号；
上述处理单元分别与上述控制电路和自定义单元连接，接收上述控制电路传递的上述按压信号；以及判断上述按压信号与上述开/关机信号是否匹配，根据匹配结果产生电源开关信号。
本实施例第一种技术方案中，用户通过自定义方式设定的开机信号和关机信号相同，比如，设置长按三秒关机，长按三秒开机。
本实施例第二种技术方案中，用户通过自定义方式设定的开机信号和关机信号不同，比如，设置长按三秒开机，端按三次关机。
为了减少处理单元的处理量，提高***运行效率，处理单元检测当前为开机状态下，上述处理单元判断按压信号与关机信号是否匹配；检测当前为关机状态下，上述处理单元判断按压信号与开机信号是否匹配。
本实施例第三种技术方案中，上述自定义单元和处理单元集成在控制器芯片内部，上述控制电路设置在控制器芯片外部。
本实施例第四种技术方案中，上述自定义单元、处理单元和控制电路均集成在控制器芯片内部。
作为本实施例的优选技术方案，参照图1所示，上述控制器芯片的封装包括输入引脚PA0、第一输出引脚PA1、和第二输出引脚PA2；上述处理单元与输入引脚PA0、第一输出引脚PA1、第二输出引脚PA2连接，其产生的上述电源开关信号由第二输出引脚输出。上述控制电路包括二极管一D1、二极管二D2、P型MOS管Q2和N型MOS管Q1。
上述二极管一D1和二极管二D2并联、且两者的阴极均连接上述按键开关SW1的第一连接端，上述按键开关SW1的第二连接端接地；
上述P型MOS管Q2的源极连接第一电源端+VIN，其漏极连接第二电源端+VCC_SYS，其门极连接二极管一D1的阳极；
上述N型MOS管Q1的源极接地，其漏极连接二极管一D1的阳极，其门极连接上述第一输出引脚PA1；
上述二极管二D2的阳极连接输入引脚PA0；
上述二极管二D2的阳极还通过上拉电阻一R1连接第三电源端+VCC，上述二极管一D1的阳极还通过上拉电阻二R2连接上述第一电源端+VIN。
以上，作为第一种技术方案，上述二极管一D1和二极管二D2为型号相同的两个分体元件；作为第二种技术方案，上述二极管一D1和二极管二D2为封装为共阴极并联二极管。
参照图2所示，以长按三秒开机为例描述以上开关机控制***的工作过程，其中，控制器芯片的第一输出引脚PA1默认输出低电平，第二输出引脚PA2默认输出低电平：
(1)按键开关SW1释放，二极管一D1和二极管二D2断开，输入引脚PA0被上拉电阻R1拉高为高电平，第一输出引脚PA1输出低电平，第二输出引脚PA2输出低电平。
(2)按键开关SW1被按下，二极管一D1和二极管二D2导通，输入引脚PA0低电平，第一输出引脚PA1输出高电平；判断按键开关SW1输出的按压信号是否与自定义的开机信号匹配，两者匹配时，第一输出引脚PA1持续输出高电平，第二输出引脚PA2输出高电平，实现开机操作，开启供电电源；反之，按压信号与开机信号不匹配时，第一输出引脚PA1输出低电平，第二输出引脚PA2维持低电平。
其中，图2中各节点的表征如下：
第一供电端+VIN：设备电源，如：电池输入电源或者外部输入电源。
POWER_BUTTON：按键开关动作，低电平时，表示按键开关被按下；高电平时，表示按键开关被松开。
SYS_POWER_ON：该信号用于控制Q2(PMOS)的导通与关闭，被R2上拉至高电平，Q2关闭。当按键按下或者信号POWER_ON_KEEP被拉高，这时该信号为低电平，Q2导通。
第二供电端+VCC_SYS：***总电源，所有设备电源都时由改电源转换而来。
第三供电端+VCC：控制器芯片电源，由电源+VCC_SYS转换而来。
POWER_BUTTON_DETECT：该信号动作受信号POWER_BUTTON影响，电平的变换于其基本一致。被用于控制器芯片检测按键开关是否被按下，或者按键开关被按下的组合方式。
POWER_ON_KEEP：用于保持信号SYS_POWER_ON，当按下按键开关后，SYS_POWER_ON被拉低，电源被打开，这时POWER_ON_KEEP信号输出高电平，用于当按键开关松开后保持信号SYS_POWER_ON，实现开机动作。当按键开关被按下，满足关机条件时，控制器释放POWER_ON_KEEP信号，实现关机动作。
POWER_ON：开启其它设备电源的使能信号，当满足开机条件，该信号拉高。
图2中时间说明：
t1开机时，按键开关开关被按下的时间。按键开关被按下时间大于3秒才会触发开机。
t2硬件延时，小于10ns。
t3硬件延时，小于10ns。
t4从控制器芯片将POWER_ON_KEEP拉高时开始计时，如果计时大于3秒按键开关还未被松开，则满足开机条件，POWER_ON_KEEP保持拉高，并执行开机流程。此处，t4应大于3s。
t5软件延时，从控制器芯片上电开始，到执行到拉高信号POWER_ON_KEEP之间的时间延时，小于1ms。
t6松开按键开关到拉高开启***其它电源的使能信号POWER_ON之间的时间，这个时间可有开发人员根据实际情况定义，一般以ms为单位。
t7关机时，按键开关被按下的时间，按键开关按下时间大于3秒才会触发关机。
t8硬件延时，主要由***电容导致，具体时间由***电容大小决定。
t9硬件延时，主要由***电容导致，具体时间由***电容大小决定。
t10***处于开机状态时，如果按键开关被按下，开始计时，如果计时到3s时，按键开关仍然还被按下，这关机条件满足，执行关机流程，即首先将信号POWER_ON_KEEP拉低。
t11满足关机条件后，并已执行拉低POWER_ON_KEEP，延时t11拉低信号POWER_ON，从而关闭***其它设备的电源，这个时间由开发人员根据实际情况定义。
实施例二
本实施例公开一种软件自锁式按键开关机控制方法，包括以下步骤，
按键开关产生按压信号；
控制模块接收上述按压信号，判断上述按压信号与自定义的开/关机信号是否匹配，当上述按压信号与上述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当上述按压信号与上述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
其中，为了减少处理单元的处理量，提高***运行效率，处理单元检测当前为开机状态下，判断上述按压信号与关机信号是否匹配；反之，检测当前为关机状态下，判断上述按压信号与开机信号是否匹配。
以上控制方法的实施过程同实施例中的控制***，此处不再赘述。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：包括，
按键开关；
连接所述按键开关的控制模块，用以自定义开/关机方式，以及接收所述按键开关的按压信号，判断所述按压信号与所述自定义开/关机方式中定义的开/关机信号是否匹配；以及，当所述按压信号与所述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当所述按压信号与所述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
2.如权利要求1所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述控制模块包括，
控制电路，用以连接所述按键开关，传递所述按压信号；
自定义单元，用以自定义开/关方式，产生开/关机信号；
处理单元，分别与所述控制电路和自定义单元连接，接收所述控制电路传递的所述按压信号；以及判断所述按压信号与所述开/关机信号是否匹配，根据匹配结果产生电源开关信号。
3.如权利要求2所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：当前为开机状态下，所述处理单元判断按压信号与关机信号是否匹配；当前为关机状态下，所述处理单元判断按压信号与开机信号是否匹配。
4.如权利要求2所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述自定义单元和处理单元集成在控制器芯片内部，所述控制电路设置在控制器芯片外部。
5.如权利要求2所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述自定义单元、处理单元和控制电路均集成在控制器芯片内部。
6.如权利要求4或5任一项所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述控制器芯片的封装包括输入引脚(PA0)、第一输出引脚(PA1)、和第二输出引脚(PA2)；所述处理单元与输入引脚(PA0)、第一输出引脚(PA1)、第二输出引脚(PA2)连接，其产生的所述电源开关信号由第二输出引脚输出。
7.如权利要求6所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述控制电路包括二极管一、二极管二、P型MOS管和N型MOS管；
所述二极管一和二极管二并联、且两者的阴极均连接所述按键开关的第一连接端，所述按键开关的第二连接端接地；
所述P型MOS管的源极连接第一电源端，其漏极连接第二电源端，其门极连接二极管一的阳极；
所述N型MOS管的源极接地，其漏极连接二极管一的阳极，其门极连接所述第一输出引脚；
所述二极管二的阳极连接输入引脚；
所述二极管二的阳极还通过上拉电阻一(R1)连接第三电源端，所述二极管一的阳极还通过上拉电阻二(R2)连接所述第一电源端。
8.如权利要7所述的软件自锁式按键开关机控制***，其特征在于：所述二极管一和二极管二封装为共阴极并联二极管。
9.一种软件自锁式按键开关机控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
按键开关产生按压信号；
控制模块接收所述按压信号，判断所述按压信号与自定义的开/关机信号是否匹配，当所述按压信号与所述开机信号匹配时，控制开启供电电源；当所述按压信号与所述关机信号匹配时，控制关闭供电电源。
10.如权利要求9所述的软件自锁式按键开关机控制方法，其特征在于：当前为开机状态下，判断所述按压信号与关机信号是否匹配；当前为关机状态下，判断所述按压信号与开机信号是否匹配。
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