1 目标:今天我们利用MOS管来设计一个按键开关机电路
2 要求:长按按键2秒钟松开后,系统电源启动,再长按2秒钟后,系统电源切断。
3 分析:该电路设计的开始阶段应该是一个逻辑问题,后期器件选型以及参数确定才是一个硬件问题,下面只分析逻辑问题
3.1 先分析长按按键启动系统电源原理:要想按键松开后系统依然处于供电状态就需要MCU参与了,按键只是为了让MCU供电正常跑起来,接着就是MCU控制某个开关处于持续接通状态,而这里的2秒钟等待就是MCU程序在允许延迟程序以计算按键持续按下时间,所以MCU有一个脚POWER-ON/OFF专门用于控制电源开与关;
3.2 接着分析在系统正常运行的情况下长按按键切断系统电源的原理:同样是这个开关机按键按下2秒钟导致系统电源关断,因此毫无疑问这个时间是由MCU来检测的,所以MCU还有另外一个管脚DETECT专门用于检测由按键引起的电平状态持续时间。
3.3 于是经过上面分析,三个角 {MOD}的工作职能已经确定了:按键用于在开机的时候临时接通电源开关启动电源,POWER-ON/OFF脚在电源临时接通2秒后接通电源开关让系统持续供电,当按键再次按下后,DETECT脚检测到与正常工作状态下相反的电平,并且该电平持续时间长达2秒钟,然后POWER-ON/OFF脚关断电源开关,至此系统供电被切断。
POWER-ON/OFF脚和DETECT脚结合起来可以有4种方案:
POWER-ON/OFF脚
开机电平=0
POWER-ON/OFF脚
关机电平=1
DETECT脚检测关机电平=0
00
01
DETECT脚检测关机电平=1
10
11
本文选取其中一种方案:POWER-ON/OFF脚开机电平=0,DETECT脚检测关机电平=0
POWER-ON/OFF脚拉低时电源开关接通电源,所以按键按下的时候也要产生低电平。所以:
开机过程是这样子的:首先,按键按下产生低电平,导致电源开关接通,接着MCU上电复位开始运行程序,延迟2秒钟后MCU向该电源开关发出低电平使其持续处于接通状态,于是按键就可以松开了,进行到这里电路似乎是下面这样子的:
关机过程是这样子的:按键按下,此时DETECT脚检测到低电平(换句话说该脚正常情况下应该是检测到高电平),由于共用一个按键,因此这个高电平与POWER-ON/OFF脚似乎是直通的,这显然是不行的,所以要在左边加上二极管以阻止电流流入POWER-ON/OFF脚,MCU检测到DETECT脚为低电平且持续2秒钟后就会向POWER-ON/OFF脚输出高电平,此时开关器件关断,于是SYSVCC不再有电压。于是电路图演变为如下这个样子:
将上面的电源开关器件替换为PMOS器件,于是电路就是下面这样子的:
留3个问题:
1、上面电路是否有问题,哪里需要改善。
2、请你设计上表中另外三种情况对应的开关机电路。
3、分析下面这个开关机电路属于上表中4种情况中的哪一种。