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嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)的制作方法

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專(zhuān)利名稱(chēng):嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域,特別涉及嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)
電子產(chǎn)品開(kāi)關(guān)機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)通常由機(jī)械開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn),通過(guò)開(kāi)關(guān)切斷或?qū)ㄏ到y(tǒng)的供電來(lái)源來(lái)達(dá)到開(kāi)關(guān)目的。機(jī)械開(kāi)關(guān)主要是通過(guò)機(jī)械手段或物理手段實(shí)現(xiàn)電源接通及切斷的效果;電子開(kāi)關(guān)則是采用電子器件控制達(dá)到系統(tǒng)電源的接通或切斷的目的,具有智能的特點(diǎn),因此電子開(kāi)關(guān)已經(jīng)應(yīng)用到許多便攜式電子產(chǎn)品儀器中。
嵌入式控制器屬于便攜式儀器的一類(lèi),在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)嵌入式控制器的體積有一定的要求,為此現(xiàn)有技術(shù)中通常采用復(fù)合功能鍵盤(pán)(同時(shí)具備開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)功能)來(lái)減少開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的鍵盤(pán)個(gè)數(shù),以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式控制器體積的控制。在對(duì)復(fù)合功能鍵盤(pán)操作過(guò)程中由于開(kāi)機(jī)鍵和關(guān)機(jī)鍵過(guò)于敏感,常常導(dǎo)致出現(xiàn)按鍵失誤等操作,進(jìn)而由于按鍵失誤操作會(huì)造成系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的錯(cuò)誤,例如數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)處理強(qiáng)行中止等等,給用戶(hù)的使用帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。
為了解決由于開(kāi)機(jī)鍵和關(guān)機(jī)鍵太敏感出現(xiàn)按鍵的失誤,現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種單鍵長(zhǎng)按電子開(kāi)關(guān)電路,通過(guò)該單鍵長(zhǎng)按電路實(shí)現(xiàn)只有當(dāng)鍵盤(pán)按下數(shù)秒后,才認(rèn)為鍵盤(pán)觸發(fā)有效,相應(yīng)地嵌入式控制器才會(huì)響應(yīng)開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)操作,否則不執(zhí)行開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)操作。參見(jiàn)圖1,為該單鍵長(zhǎng)按電子開(kāi)關(guān)電路的鍵盤(pán)輸入電路的示意圖,其中,該鍵盤(pán)輸入電路由電阻R1、電阻R2、極性電容C1以及鍵盤(pán)Sw1組成,當(dāng)鍵盤(pán)按下時(shí),電容C1開(kāi)始充電,當(dāng)充電達(dá)到閥值時(shí)嵌入式控制器才會(huì)響應(yīng)開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)操作;當(dāng)鍵盤(pán)松開(kāi)時(shí)電容C1開(kāi)始放電。其中,R1、R2的值以及電容C1容量決定了電容C1的充電速度,電子R1及電容C1容量決定了電容C1的放電速度。通過(guò)該單鍵長(zhǎng)按電子開(kāi)關(guān)電路對(duì)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)鍵靈敏度的控制,有效地避免了對(duì)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)鍵的誤操作,解決了因按鍵的失誤給用戶(hù)帶來(lái)的影響。
在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)現(xiàn)有技術(shù)提供的鍵盤(pán)輸入電路由于沒(méi)有獨(dú)立的充電和放電電路,為了實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)按下時(shí)極性電容的慢充電,以減少開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)鍵的靈敏度,避免對(duì)鍵盤(pán)的誤操作,需要加大電阻R2和極性電容C1值,減小電阻R1的值;而為了實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)松開(kāi)時(shí)極性電容的快放電,需要減小R1和極性電容C1,因此,為了實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電和快放電,需要進(jìn)行繁瑣的計(jì)算及驗(yàn)證工作從而得到合適的阻值R1和極性電容C1的容量值,該方式不易實(shí)現(xiàn);且當(dāng)松開(kāi)鍵盤(pán)時(shí)無(wú)法理想的實(shí)現(xiàn)極性電容的快放電,導(dǎo)致需要等一段時(shí)間才能再次的按下鍵盤(pán),影響了再次開(kāi)關(guān)機(jī)功能,無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電和快速放電,使嵌入式控制器能對(duì)再次的開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)動(dòng)作及時(shí)響應(yīng),并且為了實(shí)現(xiàn)程控控制關(guān)機(jī)操作,滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需要,所述技術(shù)方案如下 一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),所述嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)為單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路,所述電路包括長(zhǎng)按判別電路、與所述長(zhǎng)按判別電路相連的基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、與所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路相連的帶使能的電源穩(wěn)壓電路;其中, 所述長(zhǎng)按判別電路包括放電電阻R1、充電電阻R2、極性電容C1、二極管D1以及鍵盤(pán)Sw1、輸入電壓V; 所述輸入電壓V和所述鍵盤(pán)Sw1一端相連,所述鍵盤(pán)Sw1另一端分別和所述二極管D1的N級(jí)以及所述充電電阻R2的一端相連,所述二極管D1的P級(jí)和所述充電電阻R2的另一端相連,所述充電電阻R2的另一端和所述極性電容C1的正極相連,所述極性電容C1的負(fù)極接地,所述二極管D1的N級(jí)與所述放電電阻R1的一端相連,所述放電電阻R1的另一端接地,所述極性電容C1的正級(jí)和所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CLK相連。
所述基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V;其中, 所述D觸發(fā)器的輸出端Q和所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN相連; 所述D觸發(fā)器的輸出端Q與所述D觸發(fā)器的輸入端D相連; 所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S接地,所述D觸發(fā)器的置數(shù)端R接地; 所述D觸發(fā)器的電源輸入端V和所述輸入電源V相連。
所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片、電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V; 所述穩(wěn)壓芯片和所述電阻R3的一端相連,所述電阻R3的另一端和所述電容C3的一端相連; 所述穩(wěn)壓芯片和所述極性電容C2的正極相連,所述極性電容C2的負(fù)極接地; 所述穩(wěn)壓芯片和所述電容C3的一端相連,所述電容C3的另一端接地。
所述電路還包括極性電容C4、微控制器單元MCU接口,其中, 所述極性電容C4的負(fù)極和所述微控制器單元MCU接口相連,所述極性電容C4的正極和所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S的一端相連。
一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),所述嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)為程控關(guān)機(jī)接口電路,所述電路包括基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、帶使能的電源穩(wěn)壓電路、極性電容C4、電阻R4、微控制器單元MCU接口; 所述極性電容C4的負(fù)極和所述微控制器單元MCU接口相連;所述極性電容C4的正極分別和所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S以及所述電阻R4的一端相連; 所述電阻R4的另一端和所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CLK相連,且所述電阻R4的另一端接地。
所述基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V;其中, 所述D觸發(fā)器的輸出端Q和所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN相連; 所述D觸發(fā)器的輸出端Q與所述D觸發(fā)器的輸入端D相連; 所述D觸發(fā)器的置數(shù)端R接地; 所述D觸發(fā)器的電源輸入端V和所述輸入電源V相連。
所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片、電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V; 所述穩(wěn)壓芯片和所述電阻R3的一端相連,所述電阻R3的另一端和所述電容C3的一端相連; 所述穩(wěn)壓芯片和所述極性電容C2的正極相連,所述極性電容C2的負(fù)極接地; 所述穩(wěn)壓芯片和所述電容C3的一端相連,所述電容C3的另一端接地。
所述微控制器單元MCU接口輸出高電平,所述極性電容C4和所述電阻R4接入所述高電平,所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S接入所述高電平,所述D觸發(fā)器輸出端Q為高電平。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的方案,實(shí)現(xiàn)了極性電容的慢充電和快速放電,降低了開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)鍵的靈敏度,避免了對(duì)鍵盤(pán)的誤操作,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的需要,且本實(shí)用新型提出了程控關(guān)機(jī)接口電路,實(shí)現(xiàn)了程控控制關(guān)機(jī)的操作,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需求,并提出了一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路,實(shí)現(xiàn)了嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)功能的多樣性、方便性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的單鍵長(zhǎng)按電子開(kāi)關(guān)電路中的鍵盤(pán)輸入電路的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖; 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的程控關(guān)機(jī)接口電路結(jié)構(gòu)示意圖; 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
為了實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電和快速放電,滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需要,參見(jiàn)實(shí)施例1,本實(shí)用新型提出了一種單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路;為了實(shí)現(xiàn)程控關(guān)機(jī),滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的多種需求,參見(jiàn)實(shí)施例2,本實(shí)用新型提出了一種程控關(guān)機(jī)接口電路;為了實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器開(kāi)關(guān)機(jī)效果的多樣性,方便性,參見(jiàn)實(shí)施例3,本實(shí)用新型還提出了一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路。詳見(jiàn)下文描述 實(shí)施例1 為了實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電和快速放電,滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需要,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路。
參見(jiàn)圖2,為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖,該單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路包括長(zhǎng)按判別電路、基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、帶使能的電源穩(wěn)壓電路;其中,長(zhǎng)按判別電路包括放電電阻R1、充電電阻R2、極性電容C1、二極管D1以及鍵盤(pán)Sw1、輸入電壓V;基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V,其中,CLK為D觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)的輸入端,Q和Q為D觸發(fā)器的輸出端;帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片(具體可以為T(mén)PS7333模塊,本實(shí)施例穩(wěn)壓芯片以該TPS7333模塊為例進(jìn)行說(shuō)明,具體實(shí)現(xiàn)時(shí)不限于穩(wěn)壓芯片的具體型號(hào)),電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V。
其中,如圖2所示,長(zhǎng)按判別電路中的極性電容C1的正極性端連接到D觸發(fā)器的CLK的輸入端,極性電容C1輸出端的電壓決定了CLK輸入端的電壓信號(hào),D觸發(fā)器的輸出端Q連接到帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN,輸出端Q的狀態(tài)決定了電源穩(wěn)壓電路的使能端EN的狀態(tài)。由于本實(shí)施例以TPS7333模塊為例進(jìn)行說(shuō)明,該TPS7333模塊的工作電壓為5V,因此本實(shí)用新型輸入的電源電壓V的值為5V,為了便于說(shuō)明,將該輸入電壓為簡(jiǎn)稱(chēng)為V5。該輸入電壓V5和鍵盤(pán)Sw1一端相連,鍵盤(pán)Sw1另一端分別接二極管D1的N級(jí)和充電電阻R2,充電電阻R2和二極管D1并聯(lián),充電電阻R2的另一端和極性電容C1的正極相連,二極管D1的N級(jí)接放電電阻R1,P級(jí)接極性電容C1的正級(jí),極性電容C1的正級(jí)和D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CLK相連,放電電阻R1的另一端接地,極性電容C1的負(fù)極接地;D觸發(fā)器的輸出端Q與D觸發(fā)器的輸入端D相連,D觸發(fā)器的置數(shù)端S端和R端接地,D觸發(fā)器的電源輸入端V和輸入電源V相連;帶使能的電源穩(wěn)壓電路的TPS7333模塊和電阻R3的一端相連,電阻R3的另一端和電容C3的一端相連;TPS7333模塊和極性電容C2的正極相連,極性電容C2的負(fù)極接地;TPS7333模塊和電容C3的一端相連,電容C3的另一端接地。
本實(shí)用新型假設(shè)用戶(hù)在TA時(shí)刻按下鍵盤(pán)觸發(fā)開(kāi)機(jī)操作后,又需要立刻在TB時(shí)刻再次按下鍵盤(pán)觸發(fā)關(guān)機(jī)操作為例進(jìn)行說(shuō)明。其中,TA和TB時(shí)刻間隔很小。詳見(jiàn)如下 一、在TA時(shí)刻,當(dāng)鍵盤(pán)Sw1按下,如圖2所示,輸入電壓V5接入,由于充電電阻R2和二極管D1并聯(lián),電阻R2的分壓作用,使得二極管N級(jí)的電壓大于二極管P級(jí)的電壓,所以二極管D1工作在截止?fàn)顟B(tài),即充電電阻R2和極性電容C1組成了充電電路,極性電容C1開(kāi)始充電,充電時(shí)間與充電電阻R2的電阻值和極性電容C1的容量有關(guān)。為此,由于本實(shí)用新型提供的長(zhǎng)按判別電路可以構(gòu)成充電電路,因此當(dāng)極性電容C1的電容值一定時(shí),可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)某潆婋娮璧碾娮柚祦?lái)實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電效果。詳見(jiàn)下文描述 按下鍵盤(pán)Sw1后,電壓V5接入,二極管D1工作在截止?fàn)顟B(tài),充電電阻R2和極性電容C1組成了充電電路,極性電容C1通過(guò)電阻R2充電,輸入電壓V為5V,充電過(guò)程中電容C1電壓為 (單位V)t1≥0(1) 其中,t1為充電時(shí)間,τ1為充電常數(shù); τ1=R2×C1(單位s)(2) 根據(jù)公式(1)和公式(2)可以獲得極性電容C1在充電過(guò)程中的電壓,其中,充電時(shí)間的快慢和極性電容C1的容量和充電電阻R2的阻值有關(guān),即可以通過(guò)對(duì)極性電容C1的容量和充電電阻R2的阻值的控制,來(lái)實(shí)現(xiàn)極性電容的慢充電。
其中,由于D觸發(fā)器工作在輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿,且時(shí)鐘輸入端CLK的上升沿到來(lái)時(shí)存在臨界電壓Va。參見(jiàn)公式(3)當(dāng)時(shí)鐘輸入端CLK端的電壓值從小于Va值增加到Va值時(shí),則認(rèn)為這時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿有效。其中,臨界電壓Va值的具體取值大小和D觸發(fā)器的供電、以及D觸發(fā)器的型號(hào)有關(guān),本實(shí)用新型對(duì)此不做限制, 極性電容C1輸出端的電壓決定了CLK輸入端的電壓信號(hào),因此,只有當(dāng)極性電容C1輸出端的電壓達(dá)到臨界電壓Va值時(shí),才可以觸發(fā)D觸發(fā)器開(kāi)始工作,而極性電容C1輸出端的電壓與極性電容C1的充電時(shí)間t1有關(guān),因此,根據(jù)上述公式計(jì)算得到充電時(shí)間t1的臨界值為

即當(dāng)充電時(shí)間t1大于該充電時(shí)間t1的臨界值時(shí),D觸發(fā)器才能工作,公式參考如下 將公式(2)帶入到公式(4)中,得到 因此,當(dāng)極性電容C1的充電時(shí)間t1達(dá)到該充電時(shí)間t1的臨界值時(shí),則認(rèn)為時(shí)鐘輸入端CLK的上升沿到來(lái),這時(shí)D觸發(fā)器開(kāi)始工作;否則,極性電容C1繼續(xù)充電,直到極性電容C1的充電時(shí)間t1達(dá)到該充電時(shí)間t1的臨界值為止。
當(dāng)時(shí)鐘輸入端CLK的上升沿到來(lái),D觸發(fā)器工作,該D觸發(fā)器的輸出端Q和Q狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化,詳見(jiàn)如下其中,根據(jù)D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換公式Qn+1=D,獲得輸出端Q和Q的狀態(tài),參見(jiàn)表1,為D觸發(fā)器輸出端Q和Q的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系表。
表1 D觸發(fā)器輸出端Q和Q的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系 假定輸入端D的初始狀態(tài)為“0”表示(低電平),從表1中,能查出輸出端Q的狀態(tài)為“0”表示(低電平),Q的狀態(tài)為“1”表示(高電平),由于D和Q相連,因此,D的次狀態(tài)為“1”表示(高電平);其中,參見(jiàn)圖2,由于D觸發(fā)器的輸出端Q與電源穩(wěn)壓電路的使能端EN相連,因此,輸出端Q的狀態(tài)決定了電源穩(wěn)壓電路的使能端EN的狀態(tài),若想使電源穩(wěn)壓電路處于工作狀態(tài),則需要令使能端EN有效,即使EN的狀態(tài)為“0”表示(低電平),因此,可以通過(guò)控制輸出端Q的輸出為“0”表示(低電平),從而使得電源穩(wěn)壓電路處于工作狀態(tài)。當(dāng)電源穩(wěn)壓電路處于工作狀態(tài)后,TPS7333模塊將5V的輸入電壓轉(zhuǎn)化成3.3V的電壓信號(hào)輸出,從而完成了開(kāi)機(jī)功能。
綜上所述,通過(guò)本實(shí)用新型提供的單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路,當(dāng)鍵盤(pán)按下時(shí),只有當(dāng)按鍵的時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)才會(huì)觸發(fā)開(kāi)機(jī)功能,因此,通過(guò)對(duì)充電電阻阻值選擇實(shí)現(xiàn)慢充電的效果,使鍵盤(pán)的觸發(fā)不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)的誤操作,給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響。例如,在長(zhǎng)按判別電路中,當(dāng)極性電容C1的容量值取值一定的前提下,只需調(diào)整充電電阻R2的電阻值就可以實(shí)現(xiàn)慢充電,例如,假定臨界電壓Va=2.5V,V=5V,C1=100uf,如果R2的電阻值調(diào)整為R2=70kΩ,利用公式(5),得到充電時(shí)間t1的臨界值約為5s,即當(dāng)長(zhǎng)按鍵盤(pán)的時(shí)間約為5s時(shí),才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)了按鍵操作的不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)按鍵的誤操作給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響。
二、當(dāng)鍵盤(pán)Sw1松開(kāi),如圖2所示,極性電容C1開(kāi)始放電,此時(shí),二極管P級(jí)的電壓大于二極管N級(jí)的電壓,二極管D1工作在導(dǎo)通狀態(tài),充電電阻R2被短路,即放電電阻R1和極性電容C1組成了放電電路,放電時(shí)間與放電電阻R1的電阻值和極性電容C1的容量有關(guān)。由于在充電過(guò)程和放電過(guò)程中,充電電阻和放電電阻是分別作用的,極性電容C1的放電電壓為 (單位V)t2≥0 (6) 其中,τ2為放電常數(shù); τ2=R1×C1(單位s)(7) 根據(jù)公式(6)和公式(7)可以獲得極性電容C1在放電過(guò)程中的電壓,其中,放電時(shí)間的快慢和極性電容C1的容量和放電電阻R1的阻值有關(guān),因此可以通過(guò)對(duì)極性電容C1的容量和放電電阻R2的阻值的控制,來(lái)對(duì)極性電容C1的放電快慢進(jìn)行控制。實(shí)際應(yīng)用中,往往希望當(dāng)松開(kāi)鍵盤(pán)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)極性電容的快放電。詳見(jiàn)下文 如前所述,極性電容C1的電壓決定了CLK輸入端的電壓信號(hào),當(dāng)極性電容C1的電壓小于D觸發(fā)器的臨界電壓Va時(shí),D觸發(fā)器停止工作,因此得到放電時(shí)間t2如下, 通過(guò)計(jì)算得到放電時(shí)間t2的臨界值為

即當(dāng)放電時(shí)間t2大于放電時(shí)間t2的臨界值時(shí),D觸發(fā)器停止工作,公式如下 將公式(7)帶入到公式(9)中,得到 因此,當(dāng)極性電容C1的放電時(shí)間t2達(dá)到放電時(shí)間t2的臨界值時(shí),則認(rèn)為時(shí)鐘輸入端CLK的下降沿到來(lái),例如,假定臨界電壓Va=2.5V,V=5V,C1=100uf,如果R1的電阻值調(diào)整為R1=1kΩ,利用公式(10),得到放電時(shí)間t2的臨界值約為0.07s,當(dāng)放電完畢后,則可以再次觸發(fā)鍵盤(pán)按下的操作,即當(dāng)鍵盤(pán)松開(kāi)約為0.07s時(shí),則可以再次按下鍵盤(pán),鍵盤(pán)可以再次的觸發(fā)實(shí)現(xiàn)了快速放電的功能,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的要求。
三、在TB時(shí)刻,當(dāng)再次按下鍵盤(pán)Sw1,充電電阻R2和極性電容C1再次組成了充電電路,極性電容C1開(kāi)始充電,再次執(zhí)行充電的過(guò)程(請(qǐng)參見(jiàn)上述(一)所述充電過(guò)程,過(guò)程類(lèi)似不再贅述),當(dāng)極性電容C1的充電電壓達(dá)到臨界電壓Va時(shí),D觸發(fā)器工作,由于輸出端Q和D端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接在一起,通過(guò)表1可以獲得D的次狀態(tài)為“1”表示(高電平),根據(jù)D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換公式,可以獲得輸出端Q的狀態(tài)為“1”表示(高電平),輸出端Q的狀態(tài)為“0”表示(低電平),因此,電源穩(wěn)壓電路的使能端EN的輸入電平為高電平“1”表示(高電平),這時(shí),電源穩(wěn)壓電路停止工作,嵌入式控制器處于關(guān)機(jī)狀態(tài),當(dāng)極性電容C1的容量值取值一定的前提下,通過(guò)對(duì)充電電阻R2的電阻值的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了極性電容C1的慢充電,達(dá)到了關(guān)機(jī)操作的目的。
四、當(dāng)再次松開(kāi)鍵盤(pán)Sw1,極性電容C1又開(kāi)始放電(參見(jiàn)上述(二)所述放電過(guò)程,過(guò)程類(lèi)似不再贅述),放電電阻R1和極性電容C1組成了放電電路,當(dāng)極性電容C1的容量值取值一定的前提下,通過(guò)對(duì)放電電阻R1電阻值的選定,再次的實(shí)現(xiàn)了極性電容的快速放電。
至此,完成了一整套的開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的操作。
綜上所述,本實(shí)用新型提供了一種單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路,基于該電路,通過(guò)對(duì)充電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)慢充電的效果,使鍵盤(pán)的觸發(fā)不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)按鍵的誤操作,給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響;通過(guò)對(duì)放電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)快速放電的效果,解決了因不能快速放電,影響了再次對(duì)鍵盤(pán)按鍵進(jìn)行操作的問(wèn)題,滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需要。
實(shí)施例2 用戶(hù)在進(jìn)行關(guān)機(jī)操作時(shí),為了能提示用戶(hù)是否執(zhí)行關(guān)機(jī)操作、記錄關(guān)機(jī)時(shí)間等功能,且關(guān)機(jī)前閃現(xiàn)關(guān)機(jī)畫(huà)面等功能,需要程控關(guān)機(jī)實(shí)現(xiàn)。為了滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)關(guān)機(jī)操作的多種需求,體現(xiàn)了程控關(guān)機(jī)的靈活性,方便了用戶(hù)的使用,本實(shí)用新型提出了一種程控關(guān)機(jī)接口電路。
參見(jiàn)圖3,為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的程控關(guān)機(jī)的接口電路結(jié)構(gòu)示意圖,該程控關(guān)機(jī)接口電路包括基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、帶使能的電源穩(wěn)壓電路、極性電容C4,電阻R4,輸入外接電源的電壓為5V,其中,基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V;其中,帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片(具體可以為T(mén)PS7333模塊,本實(shí)施例穩(wěn)壓芯片以該TPS7333模塊為例進(jìn)行說(shuō)明,具體實(shí)現(xiàn)時(shí)不限于穩(wěn)壓芯片的具體型號(hào))、電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V;其中,MCU(Micro Controller Unit,微控制單元)通過(guò)關(guān)機(jī)接口I/O端連接OFF控制線(xiàn),OFF控制線(xiàn)與D觸發(fā)器的置數(shù)端S端通過(guò)極性電容C4隔離,其中,D觸發(fā)器的置數(shù)端S端接到極性電容C4的正極,電阻R4的一端連接極性電容C4的正極,另一端連接在D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CLK上,OFF控制線(xiàn)接在極性電容C4的負(fù)極;D觸發(fā)器的輸出端Q和帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN相連,D觸發(fā)器的輸出端Q與D觸發(fā)器的輸入端D相連,D觸發(fā)器的置數(shù)端R接地,D觸發(fā)器的電源輸入端V和輸入電源V相連;帶使能的電源穩(wěn)壓電路TPS7333模塊和電阻R3的一端相連,電阻R3的另一端和電容C3的一端相連,TPS7333模塊和極性電容C2的正極相連,極性電容C2的負(fù)極接地,TPS7333模塊和電容C3的一端相連,電容C3的另一端接地。
MCU通過(guò)控制OFF控制線(xiàn)來(lái)完成對(duì)嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作。詳見(jiàn)如下 當(dāng)嵌入式控制器上電運(yùn)行后,MCU通過(guò)I/O端設(shè)置OFF控制線(xiàn)為低電平,以此來(lái)保證嵌入式控制器的正常工作; 當(dāng)MCU接收到關(guān)機(jī)指令時(shí),通過(guò)I/O端設(shè)置OFF控制線(xiàn)為高電平,D觸發(fā)器的S端(如圖3所示,即極性電容C4和電阻R4的連接端)接入了高電平。當(dāng)R4端的輸出電平的幅度達(dá)到高電平所需的幅度時(shí),即R4端輸出的電壓的幅度達(dá)到D觸發(fā)器的臨界電壓Va,則D觸發(fā)器處于工作狀態(tài),且由于D觸發(fā)器的S端接入高電平,可以得到輸出端Q的狀態(tài)為高電平,進(jìn)而使得帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN輸入的電平也為高電平,實(shí)現(xiàn)電源穩(wěn)壓電路停止工作,從而達(dá)到對(duì)嵌入式控制器進(jìn)行程控關(guān)機(jī)的目的。
其中,OFF控制線(xiàn)與D觸發(fā)器的置數(shù)端S端通過(guò)極性電容C4隔離,避免了因系統(tǒng)上電后,嵌入式控制器在工作的過(guò)程中,一旦OFF控制線(xiàn)出現(xiàn)高電平時(shí),使D觸發(fā)器的置數(shù)端S端同樣為高電平,而導(dǎo)致出現(xiàn)D觸發(fā)器的輸出Q為高電平,進(jìn)而使得帶使能的電源穩(wěn)壓電路的EN為高電平,導(dǎo)致嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作。
其中,特別需要注意的是,為了實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作,需要保證接入的電容(即C4)是帶極性的,原因如下如果接入的是不帶極性的電容,由于不帶極性電容的輸出電壓值常常達(dá)不到高電平所需要的幅度,致使R4端輸出的電壓的幅度也達(dá)不到D觸發(fā)器的臨界電壓Va,導(dǎo)致D觸發(fā)器無(wú)法工作,進(jìn)而也無(wú)法實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作;當(dāng)選擇了帶極性的電容之后,還需要保證極性電容C4的負(fù)極接OFF控制線(xiàn),原因如下如果極性電容C4的極性接反,即R4端則接入了負(fù)電平,而由于D觸發(fā)器是由于上升沿觸發(fā)工作,若R4端則接入了負(fù)電平則導(dǎo)致D觸發(fā)器不能工作,無(wú)法實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作。
綜上所述,本實(shí)用新型提供了一種程控關(guān)機(jī)接口電路,基于該電路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌入式控制器的的程控關(guān)機(jī),滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中對(duì)關(guān)機(jī)操作的多種需求,體現(xiàn)了程控關(guān)機(jī)的靈活性,方便了用戶(hù)的使用。其中,OFF控制線(xiàn)與D觸發(fā)器的置數(shù)端S端通過(guò)極性電容C4隔離,消除了MCU關(guān)機(jī)接口對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路中D觸發(fā)器的置數(shù)端S端的直接影響。
實(shí)施例3 為了能實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)功能的靈活性,方便性,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需求,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路。
參見(jiàn)圖4,為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)圖,該嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路包括長(zhǎng)按判別電路、基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、帶使能的電源穩(wěn)壓電路,以及極性電容C4、微控制器單元MCU接口。其中長(zhǎng)按判別電路包括放電電阻R1、充電電阻R2、極性電容C1、二極管D1以及鍵盤(pán)Sw1、輸入電壓V;其中,輸入電壓V和鍵盤(pán)Sw1一端相連,鍵盤(pán)Sw1另一端分別和二極管D1的N級(jí)以及充電電阻R2的一端相連,二極管D1的P級(jí)和充電電阻R2的另一端相連,充電電阻R2的另一端和極性電容C1的正極相連,極性電容C1的負(fù)極接地,二極管D1的N級(jí)與放電電阻R1的一端相連,放電電阻R1的另一端接地,極性電容C1的正級(jí)和D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CLK相連;極性電容C4的負(fù)極和微控制器單元MCU接口相連,極性電容C4的正極和D觸發(fā)器的置數(shù)端S相連。其中,MCU通過(guò)接口I/O端連接OFF控制線(xiàn),OFF控制線(xiàn)與狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路中的D觸發(fā)器的置數(shù)端S端通過(guò)極性電容C4隔離。
利用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路,可以通過(guò)鍵盤(pán)按下實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式控制器的開(kāi)機(jī)操作,通過(guò)MCU對(duì)OFF控制線(xiàn)進(jìn)行控制來(lái)完成對(duì)嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作。詳見(jiàn)如下 若出現(xiàn)對(duì)嵌入式控制器執(zhí)行開(kāi)機(jī)操作的需求,則按下鍵盤(pán)Sw1,相應(yīng)地,如前實(shí)施例1所述,當(dāng)鍵盤(pán)Sw1按下,二極管D1工作在截止?fàn)顟B(tài),充電電阻R2和極性電容C1組成了充電電路,極性電容C1開(kāi)始充電,充電時(shí)間與充電電阻R2的電阻值和極性電容C1的容量有關(guān)。當(dāng)極性電容C1的容量值一定時(shí),通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)某潆婋娮鑂2的電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)極性電容C1的慢充電效果,實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式控制器執(zhí)行開(kāi)機(jī)操作,由于極性電容C1的慢充電,從而可以使鍵盤(pán)的觸發(fā)不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)按鍵的誤操作,給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響。與實(shí)施例1類(lèi)似地,當(dāng)鍵盤(pán)Sw1松開(kāi),二極管D1工作在導(dǎo)通狀態(tài),放電電阻R1和極性電容C1組成了放電電路,極性電容C1開(kāi)始放電,放電時(shí)間與放電電阻R1的電阻值和極性電容C1的容量有關(guān)。當(dāng)極性電容的容量值一定時(shí),通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆烹婋娮鑂1的電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)極性電容C1的快放電效果。
若出現(xiàn)對(duì)嵌入式控制器執(zhí)行程控關(guān)機(jī)操作的需求,則當(dāng)MCU接收到關(guān)機(jī)指令時(shí),根據(jù)自身的程序設(shè)置,設(shè)置OFF控制線(xiàn)為高電平,相應(yīng)地,D觸發(fā)器的S端(即極性電容C4的相連接端)接入了高電平,由于該S端接入高電平,因此得到該D觸發(fā)器的輸出端Q為高電平,如圖4所示,該D觸發(fā)器的輸出端Q與帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端EN相連,因此該使能端EN也是高電平,使得電源穩(wěn)壓電路停止工作,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌入式控制器執(zhí)行程控關(guān)機(jī)的目的。
綜上所述,本實(shí)用新型提供了一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)電路,基于該電路,當(dāng)通過(guò)鍵盤(pán)執(zhí)行嵌入式控制器的開(kāi)機(jī)操作時(shí),通過(guò)對(duì)充電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)慢充電的效果,使鍵盤(pán)的觸發(fā)不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)按鍵的誤操作,給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響;并且通過(guò)對(duì)放電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)快速放電的效果,解決了因不能快速放電,影響了再次對(duì)鍵盤(pán)按鍵進(jìn)行操作的問(wèn)題,滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需要;并且,基于該電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌入式控制器的程控關(guān)機(jī),滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中對(duì)關(guān)機(jī)操作的多種需求,體現(xiàn)了程控關(guān)機(jī)的靈活性,方便了用戶(hù)的使用。實(shí)現(xiàn)了嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)功能的多樣性、方便性,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需求。
本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路的操作完成了開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的功能,通過(guò)對(duì)充電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)慢充電的效果,使鍵盤(pán)按鍵操作不易于響應(yīng),避免了因?qū)︽I盤(pán)的誤操作,給用戶(hù)帶來(lái)的嚴(yán)重影響;通過(guò)對(duì)放電電阻阻值選擇,可以實(shí)現(xiàn)快速放電的效果,解決了因不能快速放電,影響了再次對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行操作的問(wèn)題;同時(shí)本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)程控關(guān)機(jī)電路接口的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)程控來(lái)控制嵌入式控制器的關(guān)機(jī)操作,滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需求,用戶(hù)可以靈活的選擇關(guān)機(jī)的方式,實(shí)現(xiàn)的方法簡(jiǎn)單,方便;并且本實(shí)用新型將單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路和程控關(guān)機(jī)接口電路組成了一種嵌入式控制器的電子開(kāi)關(guān)電路,實(shí)現(xiàn)了嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)功能的多樣性、方便性。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)為單鍵長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)電路,所述電路包括長(zhǎng)按判別電路、與所述長(zhǎng)按判別電路相連的基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、與所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路相連的帶使能的電源穩(wěn)壓電路;其中,
所述長(zhǎng)按判別電路包括放電電阻R1、充電電阻R2、極性電容C1、二極管D1以及鍵盤(pán)Sw1、輸入電壓V;
所述輸入電壓V和所述鍵盤(pán)Sw1一端相連,所述鍵盤(pán)Sw1另一端分別和所述二極管D1的N級(jí)以及所述充電電阻R2的一端相連,所述二極管D1的P級(jí)和所述充電電阻R2的另一端相連,所述充電電阻R2的另一端和所述極性電容C1的正極相連,所述極性電容C1的負(fù)極接地,所述二極管D1的N級(jí)與所述放電電阻R1的一端相連,所述放電電阻R1的另一端接地,所述極性電容C1的正級(jí)和所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CLK相連。
2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V;其中,
所述D觸發(fā)器的輸出端Q和所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端
相連;
所述D觸發(fā)器的輸出端
與所述D觸發(fā)器的輸入端D相連;
所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S接地,所述D觸發(fā)器的置數(shù)端R接地;
所述D觸發(fā)器的電源輸入端V和所述輸入電源V相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片、電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V;
所述穩(wěn)壓芯片和所述電阻R3的一端相連,所述電阻R3的另一端和所述電容C3的一端相連;
所述穩(wěn)壓芯片和所述極性電容C2的正極相連,所述極性電容C2的負(fù)極接地;
所述穩(wěn)壓芯片和所述電容C3的一端相連,所述電容C3的另一端接地。
4.如權(quán)利要求1所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述電路還包括極性電容C4、微控制器單元MCU接口,其中,
所述極性電容C4的負(fù)極和所述微控制器單元MCU接口相連,所述極性電容C4的正極和所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S的一端相連。
5.一種嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān)為程控關(guān)機(jī)接口電路,所述電路包括基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、帶使能的電源穩(wěn)壓電路、極性電容C4、電阻R4、微控制器單元MCU接口;
所述極性電容C4的負(fù)極和所述微控制器單元MCU接口相連;所述極性電容C4的正極分別和所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S以及所述電阻R4的一端相連;
所述電阻R4的另一端和所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CLK相連,且所述電阻R4的另一端接地。
6.如權(quán)利要求5所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器、輸入電壓V;其中,
所述D觸發(fā)器的輸出端Q和所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路的使能端
相連;
所述D觸發(fā)器的輸出端
與所述D觸發(fā)器的輸入端D相連;
所述D觸發(fā)器的置數(shù)端R接地;
所述D觸發(fā)器的電源輸入端V和所述輸入電源V相連。
7.如權(quán)利要求5或6所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述帶使能的電源穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片、電阻R3、電容C3、極性電容C2、輸入電壓V;
所述穩(wěn)壓芯片和所述電阻R3的一端相連,所述電阻R3的另一端和所述電容C3的一端相連;
所述穩(wěn)壓芯片和所述極性電容C2的正極相連,所述極性電容C2的負(fù)極接地;
所述穩(wěn)壓芯片和所述電容C3的一端相連,所述電容C3的另一端接地。
8.如權(quán)利要求6或7所述的嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),其特征在于,所述微控制器單元MCU接口輸出高電平,所述極性電容C4和所述電阻R4接入所述高電平,所述D觸發(fā)器的置數(shù)端S接入所述高電平,所述D觸發(fā)器輸出端Q為高電平。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了嵌入式控制器電子開(kāi)關(guān),屬于電子領(lǐng)域。電路包括長(zhǎng)按判別電路、與長(zhǎng)按判別電路相連的基于D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、與狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路相連的帶使能的電源穩(wěn)壓電路;其中,長(zhǎng)按判別電路包括放電電阻、充電電阻、極性電容、二極管以及鍵盤(pán),輸入電壓;輸入電壓和鍵盤(pán)一端相連,鍵盤(pán)另一端分別和二極管的N級(jí)以及充電電阻的一端相連,二極管的P級(jí)和充電電阻的另一端相連;充電電阻另一端和極性電容正極相連,極性電容負(fù)極接地;二極管N級(jí)與放電電阻的一端相連,放電電阻另一端接地;極性電容的正級(jí)和觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了極性電容慢充電和快速放電,降低了開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)鍵靈敏度,避免了對(duì)鍵盤(pán)的誤操作。
文檔編號(hào)H03K17/28GK201550091SQ200920108319
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者鄧春健, 李文生, 呂燚 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)中山學(xué)院
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