今天給大家講解一款廣泛應(yīng)用于智能硬件產(chǎn)品中的一鍵開關(guān)機(jī)電路。首先，我們先定義需要實(shí)現(xiàn)的功能：長按開機(jī)、長按關(guān)機(jī)、短按功能切換。接下來我們就對(duì)照如下電路圖做詳細(xì)講解吧。

如圖1所示，PMOS Q1用來控制系統(tǒng)電源的通斷，開關(guān)S1模擬用戶按鍵，開關(guān)S2模擬單片機(jī)GPIO輸出高低電平，NMOS Q2用來維持Q1的通斷，LED1為系統(tǒng)啟動(dòng)提示燈，NMOS Q3協(xié)同S1完成短按功能的切換。

圖1 一鍵開關(guān)機(jī)電路仿真示意圖

一、長按開機(jī)

在按鍵S1閉合之前，Q1的柵源極電壓都為3.8V，Vgs=0，Q1關(guān)斷，系統(tǒng)電源U1未使能。當(dāng)按下按鍵S1按下后，將會(huì)形成如下圖2紅色箭頭的通路，此時(shí)Vgs=-2.31V，Q1導(dǎo)通，，系統(tǒng)電源U1使能上電，給MCU供電。

圖2 用戶按鍵按下后使能系統(tǒng)

當(dāng)最小系統(tǒng)啟動(dòng)后，MCU通過GPIO控制Q2導(dǎo)通(開關(guān)S2拉高模擬)，此時(shí)形成如下圖3回路，維持系統(tǒng)的持續(xù)供電。LED1的亮起提示用戶系統(tǒng)已開機(jī)，可以松開按鍵S1。

圖3 MCU維持系統(tǒng)供電穩(wěn)定

這里需要注意幾點(diǎn)：

1、電源U1最好選用帶使能pin的IC，這樣可以避免PMOS直接串聯(lián)到電源通路上，影響效率;

2、用戶提示LED最好通過MCU單獨(dú)控制，像上圖這種常亮的方式，很多超低功耗系統(tǒng)是無法接受的;

二、短按功能切換

當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按鍵S1被按下后，NMOS Q3導(dǎo)通，此時(shí)GPIO_IN由高電平變?yōu)榈碗娖?，MCU可以捕獲這種變化并做相應(yīng)處理，此時(shí)回路如圖4所示。

圖4 短按按鍵實(shí)現(xiàn)功能切換

二、長按關(guān)機(jī)

系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，當(dāng)按鍵S1被長時(shí)間按下，此時(shí)GPIO_IN會(huì)長時(shí)間處于低電平，MCU通過判斷GPIO_IN拉低的時(shí)間超過關(guān)機(jī)設(shè)定時(shí)間(比如3s)，拉低GPIO_OUT(開關(guān)S2模擬至低)，LED1熄滅，提示用戶松開按鍵S1，完成關(guān)機(jī)流程。