一鍵式多功能控制電路及穿戴類電子產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一鍵式多功能控制電路及穿戴類電子產(chǎn)品，包括電源、按鍵電路、電源控制電路、復(fù)位電路和處理器；在所述按鍵電路中設(shè)置有一個(gè)按鍵，電源控制電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)接通或者切斷處理器的供電回路；在所述復(fù)位電路中設(shè)置有第一開關(guān)元件和電容充放電電路，所述電容充放電電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)控制第一開關(guān)元件通斷，進(jìn)而生成控制信號(hào)控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)。本發(fā)明只需設(shè)置一個(gè)按鍵即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)控制和復(fù)位控制雙重功能。此外，通過設(shè)計(jì)NFC電路和電源充電電路，在使電子產(chǎn)品具有NFC功能和充電功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的NFC喚醒和充電開機(jī)功能，提升了電子產(chǎn)品開機(jī)方式的多樣性和靈活性。
【專利說明】—鍵式多功能控制電路及穿戴類電子產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種用于對(duì)電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)控制、復(fù)位控制等功能的電子電路以及采用這種多功能控制電路設(shè)計(jì)的可穿戴類電子產(chǎn)
品O
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技日新月異的進(jìn)步，將電子產(chǎn)品穿戴在身上已經(jīng)成為可能，并越來越受到廣大消費(fèi)者，特別是年輕消費(fèi)者的青睞，這類可穿戴式電子產(chǎn)品的產(chǎn)生將改變?nèi)藗兊纳罘绞健?br> [0003]目前的可穿戴類電子產(chǎn)品越來越智能化，智能化的缺點(diǎn)是需要采用微處理器進(jìn)行控制，由此會(huì)存在微處理器死機(jī)的問題。一旦微處理器死機(jī)，就需要有復(fù)位電路進(jìn)行斷電，來重啟微處理器。因此，在可穿戴類電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)中需要專門設(shè)計(jì)復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電路的復(fù)位功能。目前應(yīng)用在可穿戴類電子產(chǎn)品中的復(fù)位電路需要設(shè)計(jì)單獨(dú)的復(fù)位按鍵進(jìn)行系統(tǒng)電路的復(fù)位控制，這種多按鍵的電路設(shè)計(jì)方式不僅會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品體積的增大，也會(huì)給使用者的控制操作帶來一定的不便。
[0004]此外，在目前的很多可穿戴類電子產(chǎn)品中還增加了 NFC (近距離無(wú)線通訊技術(shù))功能，用來實(shí)現(xiàn)ID識(shí)別、無(wú)線配對(duì)連接、簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)通信等功能，以滿足消費(fèi)者的使用需求。
[0005]目前的可穿戴類電子產(chǎn)品，多數(shù)采用可充電的鋰聚合物電池進(jìn)行供電，并將電池封裝在產(chǎn)品內(nèi)部。低功耗是穿戴類電子產(chǎn)品的關(guān)鍵要求，所以不用的時(shí)候要求完全斷電，減小電能損耗；使用的時(shí)候要求迅速開機(jī)，而且很多時(shí)候還需要通過NFC功能實(shí)現(xiàn)開機(jī)控制。除此之外，產(chǎn)品體積的盡量縮小、使用者控制操作方式的盡量簡(jiǎn)化以及防水功能也是可穿戴類電子產(chǎn)品的三項(xiàng)要求。以上各方面都要求可穿戴類電子產(chǎn)品具有較少的按鍵和機(jī)械操作零部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的電路結(jié)構(gòu)、方便使用者的控制操作，提出了一種一鍵式多功能控制電路，只需設(shè)置一個(gè)按鍵，即可完成多項(xiàng)控制功能。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種一鍵式多功能控制電路，包括電源、按鍵電路、電源控制電路、復(fù)位電路和處理器；在所述按鍵電路中設(shè)置有一個(gè)按鍵和第一限流電阻，所述按鍵一端接地，另一端通過第一限流電阻連接所述的電源；所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)連接電源控制電路，所述電源控制電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)接通或者切斷處理器的供電回路；在所述復(fù)位電路中設(shè)置有第一開關(guān)元件和電容充放電電路，所述電容充放電電路連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)對(duì)電容充放電電路中的電容進(jìn)行充放電控制，所述電容連接第一開關(guān)元件，所述電容的充放電控制第一開關(guān)元件通斷生成控制信號(hào)，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)。[0008]進(jìn)一步的，在所述電源控制電路中設(shè)置有第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件；所述第二開關(guān)元件低電平導(dǎo)通，其開關(guān)通路連接在電源與處理器的供電引腳之間，控制端通過第三開關(guān)元件的開關(guān)通路接地，并連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)；所述處理器的按鍵檢測(cè)引腳連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)按鍵的開合狀態(tài)，進(jìn)而生成開關(guān)機(jī)信號(hào)輸出至第三開關(guān)元件的控制端。
[0009]優(yōu)選的，所述第三開關(guān)元件高電平導(dǎo)通，在其開關(guān)通路與第二開關(guān)元件的控制端之間連接有分壓電阻，所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)連接所述分壓電阻與第三開關(guān)元件的開關(guān)通路的中間節(jié)點(diǎn)。
[0010]又進(jìn)一步的，所述第一開關(guān)元件低電平導(dǎo)通，其控制端連接所述的電容，開關(guān)通路連接在電源與第二開關(guān)元件的控制端之間。
[0011]再進(jìn)一步的，在所述電容充放電電路中還設(shè)置有并聯(lián)的第一二極管和放電電阻，所述第一二極管的陽(yáng)極連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，陰極連接所述電容以及第一開關(guān)元件的控制端。
[0012]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)元件為第一 P溝道MOS管，所述第二開關(guān)元件為第二 P溝道MOS管，所述第三開關(guān)元件為N溝道MOS管；所述第一 P溝道MOS管的柵極連接所述的電容，源極連接所述的電源，漏極連接第二 P溝道MOS管的柵極；所述第二 P溝道MOS管的源極連接所述的電源，漏極連接所述處理器的供電引腳，柵極通過所述的分壓電阻連接N溝道MOS管的漏極，并通過另一分壓電阻連接所述的電源；所述N溝道MOS管的源極接地，柵極連接所述處理器輸出開關(guān)機(jī)信號(hào)的引腳；所述N溝道MOS管的漏極連接第二二極管的陽(yáng)極，第二二極管的陰極連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)NFC功能，在所述一鍵式多功能控制電路中還設(shè)置有NFC電路；所述NFC電路在感應(yīng)到有NFC設(shè)備接近時(shí)，置NFC電路的檢測(cè)引腳為低電平，所述檢測(cè)引腳通過第二限流電阻連接所述的電源，并分別與處理器的NFC檢測(cè)引腳以及第三二極管的陰極相連接，第三二極管的陽(yáng)極連接電源控制電路，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)充電開機(jī)功能，在所述一鍵式多功能控制電路中還設(shè)置有電源充電電路，包括充電端子和分壓電路；通過所述充電端子輸入的充電電壓經(jīng)由分壓電路分壓后，分別輸出至所述第三開關(guān)元件的控制端以及處理器的充電檢測(cè)引腳。
[0015]為了保證電流的正確流向，所述第三開關(guān)元件的控制端分別通過第四二極管連接處理器輸出開關(guān)機(jī)信號(hào)的引腳，通過第五二極管連接處理器的充電檢測(cè)引腳。
[0016]基于上述一鍵式多功能控制電路，本發(fā)明還提出了一種采用所述一鍵式多功能控制電路設(shè)計(jì)的穿戴類電子產(chǎn)品，包括電源、按鍵電路、電源控制電路、復(fù)位電路和處理器；在所述按鍵電路中設(shè)置有一個(gè)按鍵和第一限流電阻，所述按鍵一端接地，另一端通過第一限流電阻連接所述的電源；所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)連接電源控制電路，所述電源控制電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)接通或者切斷處理器的供電回路；在所述復(fù)位電路中設(shè)置有第一開關(guān)元件和電容充放電電路，所述電容充放電電路連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)對(duì)電容充放電電路中的電容進(jìn)行充放電控制，所述電容連接第一開關(guān)元件，通過控制第一開關(guān)元件通斷生成控制信號(hào)，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)；所述電源為電池。[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明的一鍵式多功能控制電路通過對(duì)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙設(shè)計(jì)，只需設(shè)置一個(gè)按鍵即可對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)控制和復(fù)位控制雙重功能，不僅簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，便于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)，而且方便了使用者的控制操作，提升了消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。此外，通過在系統(tǒng)電路中設(shè)計(jì)NFC電路和電源充電電路，從而在使電子產(chǎn)品具有NFC功能和可充電功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的NFC喚醒功能和充電開機(jī)功能，極大提升了電子產(chǎn)品開機(jī)方式的多樣性和靈活性。將所述一鍵式多功能控制電路應(yīng)用在穿戴類電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)中，不僅可以減小產(chǎn)品體積，簡(jiǎn)化消費(fèi)者操作，方便防水設(shè)計(jì)，而且產(chǎn)品關(guān)機(jī)后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)斷電，由此可以最大限度地節(jié)約電池電量的消耗，延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。
[0018]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所提出的一鍵式多功能控制電路的一種實(shí)施例的電路原理框圖；
圖2是本發(fā)明所提出的一鍵式多功能控制電路的一種實(shí)施例的具體電路原理圖；
圖3是本發(fā)明所提出的一鍵式多功能控制電路的另外一種實(shí)施例的具體電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0021]本實(shí)施例的一鍵式多功能控制電路為了簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，盡量減少機(jī)械操作零部件的使用，在電路設(shè)計(jì)過程中，采用一鍵式設(shè)計(jì)方案，利用一個(gè)按鍵兼容完成系統(tǒng)開關(guān)機(jī)控制和系統(tǒng)復(fù)位控制雙重功能，從而在方便產(chǎn)品小型化設(shè)計(jì)和防水設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以使得用戶的控制操作盡可能地簡(jiǎn)化，改善了用戶的使用體驗(yàn)。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的，本實(shí)施例在系統(tǒng)電路中設(shè)計(jì)了按鍵電路、復(fù)位電路、電源控制電路、處理器和為系統(tǒng)電路中各用電負(fù)載供電的電源，參見圖1所示。其中，在按鍵電路中可以僅設(shè)置一個(gè)按鍵，兼用于系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)控制和系統(tǒng)復(fù)位控制。將所述按鍵電路分別與電源控制電路和復(fù)位電路連接，在用戶觸發(fā)按鍵進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作時(shí)，電源控制電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)，接通或者切斷處理器的供電回路，例如電源連接處理器供電引腳的電源傳輸線路，對(duì)處理器的供電進(jìn)行通斷控制。處理器在上電運(yùn)行后，控制系統(tǒng)中的其他功能電路啟動(dòng)運(yùn)行，完成系統(tǒng)電路的開機(jī)過程，響應(yīng)用戶的開機(jī)操作。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，若處理器出現(xiàn)死機(jī)、系統(tǒng)工作異常等情況需要復(fù)位時(shí)，用戶可以采用長(zhǎng)按所述按鍵的方式，啟動(dòng)復(fù)位電路生成控制信號(hào)，傳輸至電源控制電路，通過短時(shí)間切斷處理器供電的方式，控制系統(tǒng)電路掉電復(fù)位。
[0023]在系統(tǒng)電路開機(jī)運(yùn)行的過程中，利用處理器實(shí)時(shí)檢測(cè)所述按鍵的開合狀態(tài)，若檢測(cè)到按鍵短時(shí)間閉合或者長(zhǎng)時(shí)間觸發(fā)閉合的時(shí)間超過設(shè)定的關(guān)機(jī)時(shí)間時(shí)，則可以通過處理器產(chǎn)生并輸出關(guān)機(jī)信號(hào)至電源控制電路，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)電路的關(guān)機(jī)操作。
[0024]同時(shí)，處理器還可以采用檢測(cè)按鍵開合狀態(tài)的方式，判斷當(dāng)前控制系統(tǒng)開機(jī)所選用的模式是否為按鍵開機(jī)模式。[0025]為了提高系統(tǒng)開機(jī)控制的多樣性和靈活性，本實(shí)施例還優(yōu)選在系統(tǒng)電路中進(jìn)一步設(shè)計(jì)NFC電路和電源充電電路，分別連接所述的電源控制電路，進(jìn)而在完成NFC功能和充電功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的NFC喚醒功能和充電開機(jī)功能，參見圖1所示。
[0026]下面結(jié)合圖2、圖3，對(duì)本實(shí)施例所提出的一鍵式多功能控制電路的具體電路組建結(jié)構(gòu)及其工作原理進(jìn)行詳細(xì)地闡述。
[0027]參見圖2所示，在本實(shí)施例的按鍵電路中，主要設(shè)計(jì)有按鍵SWl和第一限流電阻Rl0所述按鍵SWl優(yōu)選采用無(wú)按壓保持功能的機(jī)械式按鍵進(jìn)行系統(tǒng)電路的具體設(shè)計(jì)。將所述按鍵SWl的一端接地，另一端通過第一限流電阻Rl連接電源。對(duì)于便攜式電子產(chǎn)品或者可穿戴類電子產(chǎn)品來說，所述電源可以具體指電池BAT (優(yōu)選采用可充電電池)，利用電池BAT輸出的直流電源VBAT為系統(tǒng)電路供電。
[0028]在本實(shí)施例的電源控制電路中，主要設(shè)計(jì)有兩個(gè)開關(guān)元件，一個(gè)是具有低電平導(dǎo)通特性的第二開關(guān)元件Q2，例如P溝道MOS管或者PNP型三極管等，連接在直流電源VBAT與處理器MCU的供電引腳VDD之間，用于對(duì)處理器MCU的供電回路進(jìn)行通斷控制；另一個(gè)是具有高電平導(dǎo)通特性的第三開關(guān)元件Q3，例如N溝道MOS管或者NPN型三極管等，用于在觸發(fā)按鍵SWl進(jìn)行開機(jī)操作時(shí)，當(dāng)按鍵SWl抬起后，維持第二開關(guān)元件Q2保持導(dǎo)通狀態(tài)，使電池BAT能夠持續(xù)為處理器MCU供電。
[0029]具體來講，可以將所述第二開關(guān)元件Q2的開關(guān)通路連接在所述直流電源VBAT與處理器MCU的供電引腳VDD之間，控制端通過分壓電阻R7 —方面連接第三開關(guān)元件Q3的開關(guān)通路，并通過第三開關(guān)元件Q3的開關(guān)通路接地；另一方面連接所述按鍵SWl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)，在觸發(fā)按鍵SWl閉合，控制系統(tǒng)電路開機(jī)時(shí)，利用按鍵SWl的閉合狀態(tài)，控制第二開關(guān)元件Q2低電平導(dǎo)通，進(jìn)而接通處理器MCU的供電回路，使處理器MCU上電運(yùn)行。為了在用戶放開按鍵SWl后，處理器MCU仍能持續(xù)上電，保持運(yùn)行狀態(tài)，選擇處理器MCU的其中一路I/O 口作為按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION，通過電阻R5連接所述按鍵Sffl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)，對(duì)按鍵SWl的開合狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。若處理器MCU上電后，通過其按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION檢測(cè)到按鍵SWl閉合時(shí)，即處理器MCU檢測(cè)到其按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION為低電平時(shí)，則判定此次開機(jī)為按鍵開機(jī)模式，生成高電平的開機(jī)信號(hào)，通過處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L輸出至第三開關(guān)元件Q3的控制端，通過控制第三開關(guān)元件Q3導(dǎo)通來控制第二開關(guān)元件Q2維持導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而確保電池BAT能夠持續(xù)為處理器MCU供電，保證系統(tǒng)電路持續(xù)通電運(yùn)行。
[0030]下面以P溝道MOS管作為所述的第二開關(guān)元件Q2、N溝道MOS管作為所述的第三開關(guān)元件Q3為例，對(duì)電源控制電路的具體組建結(jié)構(gòu)及其工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]參見圖2所示，將P溝道MOS管Q2的源極連接電池BAT的正極，漏極連接處理器MCU的供電引腳VDD，柵極通過分壓電阻R6連接其自身的源極，并通過分壓電阻R7連接N溝道MOS管Q3的漏極。將所述N溝道MOS管Q3的柵極連接處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L,源極接地，漏極連接第二二極管D2的陽(yáng)極，并通過第二二極管D2的陰極連接按鍵SWl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)。
[0032]所述電源控制電路的工作原理是:當(dāng)系統(tǒng)電路處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，若用戶按下按鍵Sffl使其閉合，此時(shí)第二二極管D2導(dǎo)通，拉低P溝道MOS管Q2的柵極電位，使P溝道MOS管Q2飽和導(dǎo)通。P溝道MOS管Q2導(dǎo)通后，通過電池BAT輸出的直流電源VBAT經(jīng)由P溝道MOS管Q2的源極和漏極傳輸至處理器MCU的供電引腳VDD，為處理器MCU提供其所需的工作電源，使處理器MCU上電運(yùn)行。
[0033]在按鍵SWl松開前，處理器MCU檢測(cè)其按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION的高低電平狀態(tài)，所述按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION通過電阻R5連接所述按鍵SWl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)。若按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION的電位為低，則表示按鍵SWl閉合，判定系統(tǒng)要進(jìn)入開機(jī)狀態(tài)，此時(shí)處理器MCU通過其電源控制引腳P0WER_C0NTR0L輸出高電平的開機(jī)信號(hào)，傳輸至N溝道MOS管Q3的柵極，控制N溝道MOS管Q3飽和導(dǎo)通，維持P溝道MOS管Q2的柵極電位為低電平。此時(shí)，即便是用戶松開按鍵SWl，使按鍵SWl斷開，由于N溝道MOS管Q3飽和導(dǎo)通，因此P溝道MOS管Q2的柵極電位仍然為低，P溝道MOS管Q2保持導(dǎo)通狀態(tài)，繼續(xù)連通處理器MCU的供電回路，保證處理器MCU持續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而控制系統(tǒng)電路處于開機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
[0034]在按鍵SWl斷開后，第二二極管D2反向截止，由此可以避免通過電池BAT輸出的電流經(jīng)由限流電阻Rl傳輸至N溝道MOS管Q3，進(jìn)而在保證電流正確流向的同時(shí)，降低系統(tǒng)的整機(jī)功耗。
[0035]在系統(tǒng)電路處于開機(jī)狀態(tài)下，若用戶需要控制系統(tǒng)關(guān)機(jī)，則可以采用短按或者長(zhǎng)按按鍵SWl的方式執(zhí)行關(guān)機(jī)操作。當(dāng)處理器MCU在運(yùn)行狀態(tài)下，檢測(cè)到其按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION的電位由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑冶３值碗娖降臅r(shí)間很短(即用戶短按按鍵SWl關(guān)機(jī))或者保持低電平的時(shí)間超過設(shè)定的關(guān)機(jī)觸發(fā)時(shí)間tl (即用戶長(zhǎng)按按鍵SWl關(guān)機(jī))時(shí)，判定用戶執(zhí)行了關(guān)機(jī)操作。此時(shí)，處理器MCU通過其電源控制弓I腳P0WER_C0NTR0L輸出低電平的關(guān)機(jī)信號(hào)，傳輸至N溝道MOS管Q3的柵極，控制N溝道MOS管Q3截止。當(dāng)用戶松開按鍵SWl后，P溝道MOS管Q2的柵極電位變?yōu)楦唠娖?，P溝道MOS管Q2轉(zhuǎn)入截止?fàn)顟B(tài)，切斷處理器MCU的供電回路，使處理器MCU斷電，系統(tǒng)電路停止運(yùn)行，進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。
[0036]以上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)電路的按鍵開關(guān)機(jī)功能。
[0037]在本實(shí)施例的復(fù)位電路中設(shè)置有第一開關(guān)元件Ql和電容充放電電路，將所述電容充放電電路連接所述按鍵SWl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)按鍵SWl的開合狀態(tài)對(duì)電容充放電電路中的電容Cl進(jìn)行充放電控制。將所述電容Cl連接第一開關(guān)元件Ql，通過控制第一開關(guān)元件Ql通斷生成控制信號(hào)，控制電源控制電路切斷處理器MCU的供電回路，使處理器MCU掉電復(fù)位；或者保持電源控制電路的當(dāng)前狀態(tài)，不對(duì)系統(tǒng)電路的當(dāng)前工作狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。
[0038]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，所述第一開關(guān)元件Ql優(yōu)選采用一顆P溝道MOS管進(jìn)行系統(tǒng)電路的具體設(shè)計(jì)。在所述電容充放電電路中，除了設(shè)置有所述的電容Cl外，還設(shè)置有第一二極管Dl和放電電阻R4，參見圖2所示。將所述第一二極管Dl的陽(yáng)極連接所述按鍵SWl與第一限流電阻Rl的中間節(jié)點(diǎn)，陰極連接電容Cl的正極，電容Cl的負(fù)極接地，放電電阻R4并聯(lián)在所述第一二極管Dl的兩端。將所述P溝道MOS管Ql的柵極連接電容Cl的正極，源極連接電池BAT的正極，漏極連接電源控制電路中P溝道MOS管Q2的柵極。
[0039]當(dāng)按鍵SWl處于斷開狀態(tài)時(shí)，第一二極管Dl導(dǎo)通，通過電池BAT輸出的直流電源VBAT經(jīng)由第一限流電阻Rl和導(dǎo)通的第一二極管Dl對(duì)電容Cl充電，使P溝道MOS管Ql的柵極電位為高電平，控制P溝道MOS管Ql截止，對(duì)電源控制電路不產(chǎn)生任何影響。當(dāng)處理器MCU出現(xiàn)死機(jī)或者系統(tǒng)電路工作異常時(shí)，用戶可以采用長(zhǎng)按所述按鍵SWl的方式控制系統(tǒng)電路復(fù)位。具體來講，當(dāng)用戶長(zhǎng)按所述按鍵SWl時(shí)(按壓時(shí)間設(shè)定為t2，t2的取值應(yīng)根據(jù)電容Cl的放電時(shí)間確定，且t2〈tl)，電容Cl中的電荷通過放電電阻R4和按鍵SWl對(duì)地泄放。隨著放電的進(jìn)行，電容Cl的電壓降低，使P溝道MOS管Ql的柵極電壓降低而轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)P溝道MOS管Ql導(dǎo)通后，直流電源VBAT通過P溝道MOS管Ql傳輸至P溝道MOS管Q2的柵極，使P溝道MOS管Q2的柵極電壓升高而進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而切斷處理器MCU的供電回路，使處理器MCU短時(shí)間掉電，系統(tǒng)復(fù)位。
[0040]當(dāng)然，所述第一開關(guān)元件Ql也可以選用PNP型三極管等具有低電平導(dǎo)通特性的開關(guān)元件進(jìn)行系統(tǒng)電路的具體設(shè)計(jì)，本實(shí)施例并不僅限于以上舉例。
[0041]此外，為了使系統(tǒng)具有NFC功能，本實(shí)施例在所述系統(tǒng)電路中還設(shè)計(jì)有NFC電路，主要由NFC線圈NFC_ANTENNA和與其連接的NFC芯片Ul組成，用于與外部的NFC設(shè)備進(jìn)行短距離通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0042]本實(shí)施例為了提高系統(tǒng)電路開機(jī)方式的靈活性，在所述NFC電路中增設(shè)第二限流電阻R2、第三二極管D3等部件，配合處理器MCU實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的NFC喚醒功能，參見圖2所示。將NFC芯片Ul的檢測(cè)引腳FD通過第二限流電阻R2連接電池BAT的正極，并通過第三二極管D3連接所述的電源控制電路，例如將第三二極管D3的陰極連接NFC芯片Ul的檢測(cè)引腳FD,陽(yáng)極連接N溝道MOS管Q3與分壓電阻R7的中間節(jié)點(diǎn)。
[0043]當(dāng)NFC芯片Ul通過NFC線圈NFC_ANTENNA感應(yīng)到外部有NFC設(shè)備接近時(shí)，通過NFC線圈NFC_ANTENNA感應(yīng)輸出交流脈沖信號(hào)，傳輸至所述的NFC芯片Ul。為了避免系統(tǒng)電路出現(xiàn)誤開機(jī)問題，優(yōu)選設(shè)置所述NFC芯片Ul在檢測(cè)到通過NFC線圈NFC_ANTENNA輸出的有效脈沖達(dá)到設(shè)定個(gè)數(shù)時(shí)，例如50個(gè)脈沖時(shí)，判定當(dāng)前是用戶正在使用NFC設(shè)備對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行掃描，而不是短暫地靠近。此時(shí)，NFC芯片Ul置其檢測(cè)引腳FD為低電平，使第三二極管D3導(dǎo)通，進(jìn)而拉低電源控制電路中P溝道MOS管Q2的柵極電位，使P溝道MOS管Q2飽和導(dǎo)通，接通處理器MCU的供電回路，使處理器MCU上電運(yùn)行。處理器MCU上電后，檢測(cè)其NFC檢測(cè)弓I腳NFC_DETECT10N的高低電平狀態(tài)，設(shè)置處理器MCU的NFC檢測(cè)弓I腳NFC_DETECT10N直接連接或者通過電阻R3連接NFC芯片Ul的檢測(cè)引腳FD。當(dāng)處理器MCU檢測(cè)到其NFC檢測(cè)引腳NFC_DETECT10N為低電平，而按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION為高電平時(shí)，判定此次開機(jī)為NFC開機(jī)模式，進(jìn)而通過處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L輸出高電平的開機(jī)信號(hào)，控制N溝道MOS管Q3飽和導(dǎo)通，繼而維持P溝道MOS管Q2的柵極電位保持低電平，完成系統(tǒng)電路的開機(jī)過程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電路的NFC喚醒開機(jī)功能。
[0044]此后，若用戶想控制系統(tǒng)電路關(guān)機(jī)，可以采用短按或者長(zhǎng)按按鍵SWl的方式，對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。
[0045]為了進(jìn)一步使系統(tǒng)電路具備充電開機(jī)功能，本實(shí)施例在系統(tǒng)的電源充電電路中進(jìn)一步設(shè)置由電阻R8、R9組成的分壓電路，連接系統(tǒng)電路的充電端子CHARGING，參見圖3所示。當(dāng)外部電源通過充電端子CHARGING為系統(tǒng)電路中的電池BAT充電蓄能時(shí)，通過充電端子CHARGING輸入的充電電壓同時(shí)經(jīng)由電阻R8、R9分壓后，分別輸出至第三開關(guān)元件的控制端(例如N溝道MOS管Q3的柵極)以及處理器MCU的充電檢測(cè)弓I腳CHARGE_DETECTION，一方面通過控制N溝道MOS管Q3導(dǎo)通來拉低P溝道MOS管Q2的柵極電位，使P溝道MOS管Q2導(dǎo)通，接通處理器MCU的供電回路，控制系統(tǒng)電路開機(jī)運(yùn)行；另一方面通過置處理器MCU的充電檢測(cè)引腳CHARGE_DETECTION為高電平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)處理器MCU對(duì)當(dāng)前開機(jī)模式的檢測(cè)。即，當(dāng)處理器MCU上電運(yùn)行后，若檢測(cè)到其充電檢測(cè)弓I腳CHARGE_DETECTION為高電平，其按鍵檢測(cè)引腳SWITCH_DETECTION也為高電平時(shí)，則判定此次開機(jī)為充電開機(jī)模式。
[0046]為了保證電流流向的正確性，本實(shí)施例在所述系統(tǒng)電路中還設(shè)置了第四二極管D4和第五二極管D5，參見圖3所示。將第四二極管D4的陽(yáng)極連接處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L，陰極連接N溝道MOS管Q3的柵極，由此可以保證通過處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L輸出的開關(guān)機(jī)信號(hào)不會(huì)受充電電壓的影響。將第五二極管D5的陽(yáng)極通過電阻R8連接處理器MCU的充電檢測(cè)弓I腳CHARGE_DETECTION，陰極連接N溝道MOS管Q3的柵極，由此避免通過處理器MCU的電源控制引腳P0WER_C0NTR0L輸出的高電平開機(jī)信號(hào)錯(cuò)誤地傳輸至充電檢測(cè)引腳CHARGE_DETECTION，造成處理器MCU對(duì)系統(tǒng)充電狀態(tài)的誤判。
[0047]在本實(shí)施例中，所述第一二極管Dl優(yōu)選采用低反向漏電流的開關(guān)二極管，例如型號(hào)為CMAD6001的二極管，作用是在按鍵SWl松開后，提供快速充電回路，防止連續(xù)間隔按按鍵SWl時(shí)，造成系統(tǒng)復(fù)位。
[0048]二極管D2、D3、D4、D5優(yōu)選采用肖特基二極管，例如型號(hào)為1PS79SB30的四顆開關(guān)二極管器件；或者將第二二極管D2和第三二極管D3替換成一顆共陰極的雙二極管器件，將第四二極管D4和第五二極管D5替換成一顆共陽(yáng)極的雙二極管器件，同樣可以滿足系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)要求。在本實(shí)施例中，所述第二二極管D2和第三二極管D3的作用是防止NFC檢測(cè)信號(hào)和按鍵觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生相互干擾，并使處理器MCU能夠準(zhǔn)確地判斷出NFC芯片Ul的檢測(cè)引腳FD和按鍵SWl的狀態(tài)。第四二極管D4和第五二極管D5的作用是防止充電電壓對(duì)處理器MCU造成影響，并使處理器MCU能夠準(zhǔn)確地判斷出充電狀態(tài)。
[0049]將本實(shí)施例的一鍵式多功能控制電路應(yīng)用在穿戴類電子產(chǎn)品中，通過一個(gè)按鍵即可實(shí)現(xiàn)開機(jī)、關(guān)機(jī)、復(fù)位功能，并能通過NFC設(shè)備喚醒開機(jī)，并具有充電開機(jī)功能，極大方便了用戶的日常使用。與此同時(shí)，系統(tǒng)關(guān)機(jī)后負(fù)載斷電，由此可以最大程度的節(jié)省電池消耗，延長(zhǎng)電池的使用壽命。
[0050]當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種一鍵式多功能控制電路，包括電源、按鍵電路、電源控制電路、復(fù)位電路和處理器；其特征在于:在所述按鍵電路中設(shè)置有一個(gè)按鍵和第一限流電阻，所述按鍵一端接地，另一端通過第一限流電阻連接所述的電源；所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)連接電源控制電路，所述電源控制電路根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)接通或者切斷處理器的供電回路；在所述復(fù)位電路中設(shè)置有第一開關(guān)元件和電容充放電電路，所述電容充放電電路連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)按鍵的開合狀態(tài)對(duì)電容充放電電路中的電容進(jìn)行充放電控制，所述電容連接第一開關(guān)元件，所述電容的充放電控制第一開關(guān)元件通斷生成控制信號(hào)，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:在所述電源控制電路中設(shè)置有第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件；所述第二開關(guān)元件低電平導(dǎo)通，其開關(guān)通路連接在電源與處理器的供電引腳之間，控制端通過第三開關(guān)元件的開關(guān)通路接地，并連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)；所述處理器的按鍵檢測(cè)引腳連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)按鍵的開合狀態(tài)，進(jìn)而生成開關(guān)機(jī)信號(hào)輸出至第三開關(guān)元件的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:所述第三開關(guān)元件高電平導(dǎo)通，在其開關(guān)通路與第二開關(guān)元件的控制端之間連接有分壓電阻，所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)連接所述分壓電阻與第三開關(guān)元件的開關(guān)通路的中間節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:所述第一開關(guān)元件低電平導(dǎo)通，其控制端連接所述的電容，開關(guān)通路連接在電源與第二開關(guān)元件的控制端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:在所述電容充放電電路中還設(shè)置有并聯(lián)的第一二極管和放電電阻，所述第一二極管的陽(yáng)極連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)，陰極連接所述電容以及第一開關(guān)元件的控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:所述第一開關(guān)元件為第一 P溝道MOS管，所述第二開關(guān)元件為第二 P溝道MOS管，所述第三開關(guān)元件為N溝道MOS管；所述第一 P溝道MOS管的柵極連接所述的電容，源極連接所述的電源，漏極連接第二 P溝道MOS管的柵極；所述第二 P溝道MOS管的源極連接所述的電源，漏極連接所述處理器的供電引腳，柵極通過所述的分壓電阻連接N溝道MOS管的漏極，并通過另一分壓電阻連接所述的電源；所述N溝道MOS管的源極接地，柵極連接所述處理器輸出開關(guān)機(jī)信號(hào)的引腳；所述N溝道MOS管的漏極連接第二二極管的陽(yáng)極，第二二極管的陰極連接所述按鍵與第一限流電阻的中間節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:在所述一鍵式多功能控制電路中還設(shè)置有NFC電路；所述NFC電路在感應(yīng)到有NFC設(shè)備接近時(shí)，置NFC電路的檢測(cè)引腳為低電平，所述檢測(cè)引腳通過第二限流電阻連接所述的電源，并分別與處理器的NFC檢測(cè)引腳以及第三二極管的陰極相連接，第三二極管的陽(yáng)極連接電源控制電路，控制電源控制電路切斷處理器的供電回路或者保持當(dāng)前狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:在所述一鍵式多功能控制電路中還 設(shè)置有電源充電電路，包括充電端子和分壓電路；通過所述充電端子輸入的充電電壓經(jīng)由分壓電路分壓后，分別輸出至所述第三開關(guān)元件的控制端以及處理器的充電檢測(cè)引腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一鍵式多功能控制電路，其特征在于:所述第三開關(guān)元件的控制端分別通過第四二極管連接處理器輸出開關(guān)機(jī)信號(hào)的引腳，通過第五二極管連接處理器的充電檢測(cè)引腳。
10.一種穿戴類電子產(chǎn)品，其特征在于:設(shè)置有如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一鍵式多功能控制電路，所述電源為電池。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103809492SQ201410063820
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】韓盈盈, 陳磊, 李長(zhǎng)順 申請(qǐng)人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司