CN112737558B - 一种用于电子产品的多功能按键开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电路技术领域，具体为一种用于电子产品的多功能按键开关电路。本开关电路包括按键开关、***控制单元、供电单元和开关单元；按键开关连接***控制单元、供电单元和开关单元；按键开关通过长按和短按两种方式切换所述***控制单元的控制芯片的运行状态；***控制单元通过所述控制芯片的运行状态向所述开关单元提供电压；供电单元为所述多功能按键开关电路以及被控对象供电；开关单元根据所述***控制单元提供的电压切换不同的运行状态。本开关电路结构简单，安全性高，实用性强，不仅能实现基本的开关机功能，还能实现其他不同的工作功能。
Description
技术领域
本发明属于电路技术领域，具体涉及一种用于电子产品的多功能按键开关电路。
背景技术
随着社会经济的发展，人工智能的普及，各种用电产品在日益增加，因此开关也成为了人们日常生活中非常重要的一部分，开关中的开关电路也变得十分重要。目前的开关电路主要是采用半导体电力电子元件和采用机械继电器两种方法来实现。采用机械继电器的机械开关电路，开关频率低，开关器件体积较大，而且寿命较短。现在比较常用的开关电路多采用半导体电力电子元件，如晶体管和MOS管。但是目前这种开关电路只能实现单一的开关功能，功能比较简单。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、安全性高的用于电子产品的多功能按键开关电路。
本发明提供的用于电子产品的多功能按键开关电路，用于控制被控对象是否使能，包括供电单元、***控制单元、开关单元和按键开关；其中：
所述供电单元，用于为整个多功能按键开关电路供电；该供电单元与所述按键开关、***控制单元和开关单元连接；
所述供电单元包括电池VBAT+、PMOS管Q2、二极管D11、电阻R2、电容C1；所述PMOS管Q2漏极与二极管D11正极连接，栅极与按键开关一端连接，源极与电池VBAT+连接；
所述***控制单元，用于根据按键开关的动作切换运行状态，并根据运行状态向所述开关单元提供对应的电压；
所述***控制单元包括：NMOS管Q3、电阻R7、电阻R6、电阻R5；所述NMOS管漏极与R7连接，栅极与R6连接，源极接地；所述电阻R7一端接3.3V电压，另一端与NMOS管Q3的漏极连接；所述电阻R6一端与按键开关连接，另一端与NMOS管Q3的栅极连接；所述R5一端与按键开关连接，另一端接地；
所述开关单元，用于根据按键开关的状态来改变工作状态；所述工作状态包括导通状态和断开状态；所述开关单元在导通状态下，被控对象为使能状态，所述开关单元在断开状态下，被控对象为未使能状态；
所述开关单元包括电阻R1、NPN三极管Q1、电容C128；所述电阻R1一端连接在Q2的栅极与电阻R2和电容C1连接的一端，另一端与NPN三极管Q1的集电极连接；所述NPN三极管Q1的集电极与电阻R1连接，基极与电容C128的一端以及控制芯片的PE5引脚连接，发射极与电容C128的另一端以及地连接；所述电容C128的一端连接在NPN三极管Q1的基极与控制芯片PE5引脚连接的一端，另一端连接在NPN三极管Q1的发射极与地连接的一端；
所述按键开关，用于切换控制单元以及开关单元的运行状态；该按键开关的一端与供电单元的PMOS管、电阻R2以及电容C1连接，另一端通过电阻R6与控制单元连接，通过电阻R5与地连接。
作为优选，所述***控制单元包括控制芯片，该控制芯片为可编程逻辑控制器件；所述控制芯片的PE4/SW引脚连接在所述电阻R7与所述NMOS管的漏极连接的一端；
所述控制芯片的PE5引脚连接在所述电容C128与所述NPN三极管的基极连接的一端。
作为优选，所述控制芯片的运行状态包括开机状态、关机状态、功能设置状态以及休眠状态；
所述控制芯片运行在开机状态下，控制芯片的PE5引脚输出高电平；
所述控制芯片运行在关机状态下，控制芯片的PE5引脚输出低电平；
所述控制芯片运行在功能设置状态下，控制芯片的PE4/SW引脚输出低电平，可以通过编程设置控制芯片的运行参数；
所述控制芯片运行在休眠状态下，不进行指令运行。
作为优选，所述控制芯片运行在关机状态下，长按按键开关并持续第一预设时间后，所述供电单元导通，所述控制芯片导通，则控制PE5引脚输出高电平，开关单元导通，***切换至开机状态，此时,受编程控制，PE4/SW引脚电位不发生变化，一直为高。
作为优选，所述控制芯片运行在开机状态下，长按按键开关并持续第一预设时间后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到电压变化，则控制PE5引脚输出低电平，切换至关机状态。
作为优选，所述控制芯片运行在休眠状态下，短按按键开关后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到持续第二预设时间的低电平，则控制芯片被唤醒，可以开始工作。
作为优选，所述控制芯片运行在功能设置状态下，短按按键开关后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到电压变化，则***开始/暂停工作。
作为优选，所述控制芯片型号为STM32F103VET6。
作为优选，所述电路的供电单元中使用PMOS管，在实际工程应用中可以接入12V电压，更加实用，且场效应晶体管具有功耗低、漏电流小和双向对称性好等优点。
本申请提供的多功能按键开关电路，其开关电路是采用的电子器件，结构简单，功能强大，安全性高，实用性强。
附图说明
图1是本申请的多功能按键开关电路的结构示意图。
图2是本申请的控制芯片的一种实施例引脚示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
用于电子产品的多功能按键开关电路，如图1所示，用于控制被控对象是否使能，本实施例中的多功能按键开关电路包括按键开关、控制单元、供电单元和开关单元。
本实施例中被控对象即为多功能按键开关电路的控制对象，图1中的VIN端所示即为被控对象与多功能开关电路连接部位。具体地：
所述供电单元用于为整个电路供电，并且所述供电单元与所述按键开关、所述控制单元和所述开关单元连接。所述供电单元可以是外接电源，也可以是电池。本实施例应用在家用机器人中，所述供电单元包括电池，电池的正极引出BAT+引脚，电池的负极引出GND引脚。
所述按键开关用于切换所述***控制单元的运行状态，可以通过长按和短按实现不同的功能。
所述***控制单元用于根据所述按键开关的动作切换运行状态，并根据运行状态向所述开关单元提供对应的电压。所述***控制单元连接的控制芯片为可编程逻辑控制器件，工程师可以通过编程自定义实现不同功能下的参数设置。在一实施例中，工程师在编程里设置按住2秒以上，视为长按，否则视为短按，由此可以设置在关机状态下，长按开机，开机后，开关单元能够持续在高电平，整个电路能够持续导通；在开机状态下，长按关机；在开机状态下，短按开始工作，在工作状态下，短按暂停工作。
所述开关单元用于根据所述***控制单元提供的电压改变工作状态，所述工作状态包括导通状态和断开状态，所述开关单元在导通状态下，被控对象为使能状态，所述开关单元在断开状态下，被控对象为未使能状态。
在本实施例中，所述供电单元不仅为整个多功能按键开关电路供电，还通过VIN端为被控对象供电。
为了实现本实施例的多功能开关电路的多种功能，在一实施例中，所述控制单元包括所述控制芯片，所述控制芯片为可编程逻辑控制器件。该控制芯片至少运行有以下几个状态，例如开机状态、关机状态、功能设置状态以及休眠状态。
基于上述四种运行状态，进一步说明电路工作的过程如下：
（1）当整个***处于关机状态下，长按按键开关并持续第一预设时间后，所述供电单元中的所述PMOS管栅极电位变低，所述供电单元导通，所述控制芯片开始工作，则控制PE5引脚输出高电平，开关单元导通，***切换至开机状态，且在松开按键开关后，整个***也能持续导通；
（2）当整个***处于开机状态，长按按键开关并持续第一预设时间后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到持续第一预设时间的低电平，则控制PE5引脚输出低电平，切换至关机状态；
（3）当整个***处于开机状态，短按按键开关，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到持续第二预设时间的低电平，则控制芯片进入功能设置状态，例如开始清扫/暂停清扫，并进一步可以通过检测按键开关在该功能设置状态下按的时间设置不同的功能；需要说明的是，在控制芯片进入功能设置状态后，控制芯片的PE5引脚的状态不发生变化，即PE5引脚依旧输出高电平，从而维持开关单元的正常工作；
（4）当整个***处于开机状态，如果一段时间内不对按键开关进行任何操作，则控制芯片会自动进入休眠状态，此时控制芯片的PE5引脚依旧输出高电平，即保持开关单元的正常工作。短按按键开关后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到维持第二预设时间的低电平，则控制芯片被唤醒。
综上所述，本申请提供了一种用于电子产品的多功能按键开关电路，所述多功能按键开关电路包括按键开关、***控制单元、供电单元和开关单元；***控制单元用于检测按键开关按下的不同时间来实现不同的功能；供电单元用于为多功能按键开关电路以及***供电；开关单元用于维持整个电路的持续导通。所述供电单元分别连接开关单元、按键开关；所述按键开关分别连接供电单元、开关单元和***控制单元。本申请可以通过一个多功能按键开关，不仅能够实现基本的开关机操作，还能实现其他功能，提高了按键开关的实用性，在实际的工程应用中，非常好用。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的技术方案及其构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于电子产品的多功能按键开关电路，用于控制被控对象是否使能，其特征在于，包括供电单元、***控制单元、开关单元和按键开关；其中：
所述供电单元，用于为整个多功能按键开关电路供电；该供电单元与所述按键开关、***控制单元和开关单元连接；
所述供电单元包括电池VBAT+、PMOS管Q2、二极管D11、电阻R2、电容C1；所述PMOS管Q2漏极与二极管D11正极连接，栅极与按键开关一端连接，源极与电池VBAT+连接；
所述***控制单元，用于根据按键开关的动作切换运行状态，并根据运行状态向所述开关单元提供对应的电压；
所述***控制单元包括：NMOS管Q3、电阻R7、电阻R6、电阻R5；所述NMOS管漏极与R7连接，栅极与R6连接，源极接地；所述电阻R7一端接3.3V电压，另一端与NMOS管Q3的漏极连接；所述电阻R6一端与按键开关连接，另一端与NMOS管Q3的栅极连接；所述R5一端与按键开关连接，另一端接地；
所述开关单元，用于根据按键开关的状态来改变工作状态；所述工作状态包括导通状态和断开状态；所述开关单元在导通状态下，被控对象为使能状态，所述开关单元在断开状态下，被控对象为未使能状态；
所述开关单元包括电阻R1、NPN三极管Q1、电容C128；所述电阻R1一端连接在Q2的栅极与电阻R2和电容C1连接的一端，另一端与NPN三极管Q1的集电极连接；所述NPN三极管Q1的集电极与电阻R1连接，基极与电容C128的一端以及控制芯片的PE5引脚连接，发射极与电容C128的另一端以及地连接；所述电容C128的一端连接在NPN三极管Q1的基极与控制芯片PE5引脚连接的一端，另一端连接在NPN三极管Q1的发射极与地连接的一端；
所述按键开关，用于切换控制单元以及开关单元的运行状态；该按键开关的一端与供电单元的PMOS管、电阻R2以及电容C1连接，另一端通过电阻R6与控制单元连接，通过电阻R5与地连接；
所述***控制单元包括控制芯片，该控制芯片为可编程逻辑控制器件；
所述控制芯片的PE4/SW引脚连接在所述电阻R7与所述NMOS管的漏极连接的一端；
所述控制芯片的PE5引脚连接在所述电容C128与所述NPN三极管的基极连接的一端；
所述控制芯片的运行状态包括开机状态、关机状态、功能设置状态以及休眠状态；
所述控制芯片运行在开机状态下，控制芯片的PE5引脚输出高电平；
所述控制芯片运行在关机状态下，控制芯片的PE5引脚输出低电平；
所述控制芯片运行在功能设置状态下，控制芯片的PE4/SW引脚输出低电平，可通过编程设置控制芯片的运行参数；
所述控制芯片运行在休眠状态下，不进行指令运行。
2.根据权利要求1所述的多功能按键开关电路，其特征在于，
所述控制芯片运行在关机状态下，长按按键开关并持续第一预设时间后，所述供电单元导通，所述控制芯片导通，则控制PE5引脚输出高电平，开关单元导通，***切换至开机状态，此时,受编程控制，PE4/SW引脚电位不发生变化，一直为高；
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所述控制芯片运行在功能设置状态下，短按按键开关后，所述控制芯片的PE4/SW引脚检测到电压变化，则***开始/暂停工作。
3.根据权利要求1所述的多功能按键开关电路，其特征在于，所述供电单元中使用PMOS管，在实际应用中接入12V电压。
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