單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，通過按鍵檢測(cè)電路的比較器將不同的電壓轉(zhuǎn)換為高低邏輯電平實(shí)現(xiàn)按鍵按下與松開不同狀態(tài)的識(shí)別，當(dāng)按鍵松開時(shí)，比較器第二輸入端通過按鍵電路的分壓電路和上拉電阻獲得系統(tǒng)使能電壓，當(dāng)按鍵按下時(shí)，比較器第二輸入端通過按鍵電路的分壓電路獲得電池電壓，比較器第二輸入端的兩種電壓分別與第一輸入端的參考電壓進(jìn)行比較，從而正確識(shí)別出按鍵狀態(tài)；同時(shí)，通過控制升壓模塊的使能來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開關(guān)機(jī)，開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)使能電壓為高，升壓模塊使能端電壓為系統(tǒng)使能電壓，升壓模塊轉(zhuǎn)化電池電壓給系統(tǒng)供電；關(guān)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)使能電壓為低，按鍵松開，升壓模塊不使能，系統(tǒng)斷電，準(zhǔn)確完成系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)動(dòng)作。
【專利說明】單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及按鍵控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有很多低功耗的電子設(shè)備，如:觸控筆、點(diǎn)讀筆和一些遙控器等，這些電子設(shè)備的功耗都很低，完全可以采用單節(jié)1.5V的電池進(jìn)行供電，采用單節(jié)電池供電可以縮小這些電子設(shè)備的體積，也可以使得電池的更換更為方便。但是這些電子設(shè)備中的主控制芯片的工作電壓都高于1.5V,多為1.8V、3.3V或5V等，這就要求電池在給主控制芯片供電的時(shí)候需要采用升壓電路將電池電壓轉(zhuǎn)換為主控制芯片的工作電壓，升壓電路通常采用升壓DC/DC芯片構(gòu)成。
[0003]另外，這些電子設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)為了提高使用者的操作方便性與提升其本身的美觀度，其開關(guān)機(jī)按鍵多采用輕觸回彈式按鍵取代了傳統(tǒng)的撥動(dòng)開關(guān)。如初按開機(jī)，再按關(guān)機(jī)等操作方式。
[0004]當(dāng)將上述的單節(jié)電池供電電路與輕觸回彈式按鍵相結(jié)合來控制電子設(shè)備時(shí)，電子設(shè)備將無法正常工作。因?yàn)殡娮釉O(shè)備的主控制芯片的工作電壓高于單節(jié)電池的供電電壓，主控制芯片所認(rèn)定的高電平高于單節(jié)電池的電壓，這會(huì)造成主控制芯片對(duì)按鍵動(dòng)作的識(shí)別失效，即使按鍵已經(jīng)按下，主控制芯片仍認(rèn)為輸入的是低電平而判斷為按鍵沒有按下，故使得電子設(shè)備無法正常關(guān)機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，能夠系統(tǒng)供電電壓，正確識(shí)別按鍵狀態(tài)，保證電子設(shè)備正常關(guān)機(jī)。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，包括按鍵檢測(cè)電路、按鍵電路、升壓電路和單節(jié)電池，其中:
[0007]所述按鍵檢測(cè)電路檢測(cè)按鍵按下狀態(tài)，主要由比較器和基準(zhǔn)電源模塊組成，基準(zhǔn)電源模塊提供基準(zhǔn)電壓，其輸入端接系統(tǒng)供電端以接入系統(tǒng)供電電壓，輸出端接所述比較器的第一輸入端；
[0008]所述升壓電路將電池的電壓升至系統(tǒng)供電電壓，包括升壓模塊和電壓反饋模塊，所述升壓模塊的輸入端接所述電池，使能端接所述比較器的第二輸入端，輸出端接系統(tǒng)供電端以輸出系統(tǒng)供電電壓，電壓反饋模塊的輸入端和輸出端分別接升壓模塊的輸出端和反饋端；
[0009]所述按鍵電路將按鍵動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，主要由按鍵、上拉電阻和分壓電路組成，所述按鍵、上拉電阻、分壓電路的一端均連接所述升壓模塊的使能端，所述按鍵另一端連接所述電池，所述上拉電阻另一端接系統(tǒng)使能電壓，所述分壓電路的輸出端連接所述比較器的第二輸入端。[0010]進(jìn)一步的，所述基準(zhǔn)電源模塊包括兩串聯(lián)的參考電阻，兩參考電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器模塊的第一輸入端，且一個(gè)參考電阻的另一端作為輸入端接系統(tǒng)供電端，另一個(gè)參考電阻的另一端接地。
[0011]進(jìn)一步的，所述比較器和基準(zhǔn)電源模塊集成在系統(tǒng)主控制芯片中。
[0012]進(jìn)一步的，所述升壓模塊為一升壓芯片，其上還設(shè)有開關(guān)管腳，所述開關(guān)管腳通過一儲(chǔ)能電感連接至所述電池。
[0013]進(jìn)一步的，所述升壓電路還包括輸入端濾波電容，所述輸入端濾波電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸入端，另一端接地。
[0014]進(jìn)一步的，所述升壓電路還包括儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸出端以及系統(tǒng)供電端，另一端接地。
[0015]進(jìn)一步的，所述升壓電路還包括輸出端濾波電容，所述輸出端濾波電容一端連接在所述儲(chǔ)能電容和系統(tǒng)供電端之間，另一端接地。
[0016]進(jìn)一步的，所述電壓反饋模塊包括兩串聯(lián)的反饋電阻，兩反饋電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端接所述升壓模塊的反饋端，且一個(gè)反饋電阻另一端作為輸入端接升壓模塊的輸出端，另一個(gè)反饋電阻的另一端接地。
[0017]進(jìn)一步的，所述分壓電路包括兩串聯(lián)的分壓電阻，兩分壓電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器模塊的第二輸入端，且一個(gè)分壓電阻的另一端作為輸入端接升壓芯片使能端，另一個(gè)分壓電阻的另一端接地。
[0018]進(jìn)一步的，所述按鍵電路還包括消抖電容和濾波電容；所述消抖電容一端接所述按鍵連接升壓模塊使能端的一端，另一端接地；所述濾波電容一端接所述分壓電路的輸出端和比較器模塊的第一輸入端，另一端接地。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，通過按鍵檢測(cè)電路的比較器將不同的電壓轉(zhuǎn)換為高低邏輯電平實(shí)現(xiàn)按鍵按下與松開不同狀態(tài)的識(shí)別，當(dāng)按鍵松開時(shí)，比較器的第二輸入端通過按鍵電路的分壓電路和上拉電阻獲得系統(tǒng)使能電壓，當(dāng)按鍵按下時(shí)，比較器的第二輸入端通過按鍵電路的分壓電路獲得電池電壓，比較器第二輸入端的兩種電壓分別與第一輸入端的參考電壓進(jìn)行比較，從而正確識(shí)別出按鍵狀態(tài)；同時(shí)，通過控制升壓模塊的使能來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開關(guān)機(jī)，開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)使能電壓為高，升壓模塊的使能端電壓為系統(tǒng)使能電壓，升壓模塊轉(zhuǎn)化電池電壓給系統(tǒng)供電；關(guān)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)使能電壓為低，按鍵松開，升壓模塊不使能，系統(tǒng)斷電，準(zhǔn)確地完成系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)動(dòng)作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)的具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的核心思想是公開一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，包括按鍵檢測(cè)電路、按鍵電路、升壓電路和單節(jié)電池，其中:[0023]所述按鍵檢測(cè)電路檢測(cè)按鍵按下狀態(tài)，主要由比較器和基準(zhǔn)電源模塊組成，基準(zhǔn)電源模塊提供基準(zhǔn)電壓，其輸入端接系統(tǒng)供電端以接入系統(tǒng)供電電壓，輸出端接所述比較器的第一輸入端；
[0024]所述升壓電路將電池的電壓升至系統(tǒng)供電電壓，包括升壓模塊和電壓反饋模塊，所述升壓模塊的輸入端接所述電池，使能端接所述比較器的第二輸入端，輸出端接系統(tǒng)供電端以輸出系統(tǒng)供電電壓，電壓反饋模塊的輸入端和輸出端分別接升壓模塊的輸出端和反饋端；
[0025]所述按鍵電路將按鍵動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，主要由按鍵、上拉電阻和分壓電路組成，所述按鍵、上拉電阻、分壓電路的一端均連接所述升壓模塊的使能端，所述按鍵另一端連接所述電池，所述上拉電阻另一端接系統(tǒng)使能電壓，所述分壓電路的輸出端連接所述比較器的第二輸入端。
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明，然而，本實(shí)用新型可以用不同的形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)認(rèn)為只是局限在所述的實(shí)施例。
[0027]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型提供一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，包括按鍵檢測(cè)電路11、按鍵電路12、升壓電路13和單節(jié)電池14。
[0028]請(qǐng)參考圖2，升壓電路13用于將電池14的供電電壓，如1.5V，升壓至系統(tǒng)供電電壓，如3.0V，包括升壓模塊和電壓反饋模塊，具體地，該電路由C33、L2、U4、R19、R21、C23、C26組成。U4為升壓模塊，一般為DC/DC升壓芯片，例如是FP6713，作用是電壓提升與相關(guān)邏輯控制，其輸出端(管腳)V0UT接系統(tǒng)供電端VDD以輸出系統(tǒng)供電電壓；L2為電感，作用是儲(chǔ)能，一端接U4開關(guān)端(管腳)SW，另一端接所述電池14的供電端VBAT以存儲(chǔ)電能；R19和R21為電壓反饋電阻，串聯(lián)組成電壓反饋模塊，調(diào)整兩反饋電阻的電阻值或其比值可以改變升壓電路13輸出電壓的大小，R19和R21的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端接U4的反饋端(管腳)FB，且R19另一端作為輸入端接U4的輸出端(管腳)V0UT，R21的另一端接地。在此實(shí)施案例中，R19=499KQ, R21=100K Ω，此時(shí)U4輸出電壓為3.0V ；C33為輸入端濾波電容，用于濾除輸入電壓的干擾，C33 —端連接U4的電壓輸入端VCC和電池的供電端VBAT，另一端接地；C23為儲(chǔ)能電容，用于使輸出電壓穩(wěn)定，降低輸出紋波，C23 —端連接U4的電壓輸出端VOUT以及系統(tǒng)供電端VDD，另一端接地；C26為輸出端濾波電容，降低升壓電路對(duì)后端設(shè)備造成的干擾，C26 一端連接在U4的電壓輸出端VOUT以及系統(tǒng)供電端VDD之間，另一端接地。
[0029]按鍵電路12包括按鍵和相關(guān)附屬電路，用于將人體按按鍵的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并提供給其他相關(guān)電路，主要由按鍵、上拉電阻和分壓電路組成。具體地，該電路由S1、R7、R3、R9、C2、C22組成。SI為按鍵開關(guān)，一端接電池的供電端VBAT，另一端接U4使能端(管腳)EN，用于檢測(cè)按鍵動(dòng)作，按鍵按下時(shí)SI接通，按鍵彈起(松開)時(shí)SI斷開；C22為消抖電容，其一端接SI連接U4使能端EN的一端，另一端接地，用于消除按鍵接通或斷開瞬間由于接觸不良造成的信號(hào)快速跳變；分壓電阻R3與R9組成分壓電路，R3與R9的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器Ul的第二輸入端(反向輸入端)，且R3的另一端作為輸入端接U4使能端(管腳)EN, R9的另一端接地，R3與R9組成的分壓電路通過節(jié)點(diǎn)121為后端按鍵檢測(cè)電路提供按鍵檢測(cè)電壓，同時(shí)作為下拉電阻，提供節(jié)點(diǎn)122的放電回路，保證U4的EN腳有效放電。R7為上拉和限流電阻，按鍵松開后提供按鍵檢測(cè)電路的供電，并防止系統(tǒng)使能電壓VEN (由系統(tǒng)的主控制芯片MCU的使能端輸出)流入U(xiǎn)4使能端EN的電流過大；C2為濾波電容，一端接R3與R9的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)和比較器Ul的第一輸入端(正向輸入端)，另一端接地，用于降低按鍵電路對(duì)按鍵檢測(cè)電路造成的干擾。
[0030]按鍵檢測(cè)電路11用于按鍵按下狀態(tài)的檢測(cè)，主要由比較器和基準(zhǔn)電源模塊組成，基準(zhǔn)電源模塊提供基準(zhǔn)電壓。具體地，該電路由Ul、Rl、R2組成。其中，Ul為比較器，通過將按鍵檢測(cè)電壓與參考電壓相比較，當(dāng)結(jié)果為高時(shí)說明按鍵松開，當(dāng)結(jié)果為低時(shí)說明按鍵按下。比較結(jié)果可以通過中斷接口送至系統(tǒng)的主控制芯片MCU，實(shí)現(xiàn)按鍵的檢測(cè)。目前，絕大多數(shù)MCU內(nèi)部會(huì)集成一個(gè)比較器模塊和基準(zhǔn)電源模塊，因此，Ul可以采用MCU內(nèi)部自帶的比較器和基準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化電路，降低成本的目的。參考電阻Rl與R2組成分壓電路，提供參考電壓(基準(zhǔn)電壓)，Rl與R2的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器Ul的第一輸入端，且Rl的另一端作為輸入端接系統(tǒng)供電端VDD，R2的另一端接地。
[0031]上述單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)工作原理是通過控制U4的使能實(shí)現(xiàn)的。VEN由MCU控制，開機(jī)狀態(tài)VEN為高，電路節(jié)點(diǎn)122電平為高，U4使能，給系統(tǒng)供電。需要關(guān)機(jī)時(shí)VEN變?yōu)榈?，SI松開時(shí)，U4不使能，系統(tǒng)斷電，從而準(zhǔn)確地完成系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)動(dòng)作。
[0032]而該系統(tǒng)的按鍵檢測(cè)原理是通過按鍵按下與松開不同狀態(tài)下電路節(jié)點(diǎn)121電壓不同，通過比較器Ul將不同的電壓轉(zhuǎn)換為高低邏輯電平實(shí)現(xiàn)的。具體實(shí)現(xiàn)原理如下:
[0033]當(dāng)按鍵松開時(shí)，按鍵檢測(cè)電路由VEN提供電壓。電路節(jié)點(diǎn)121的電壓由R7，R3，R9分壓獲得，設(shè)按鍵松開狀態(tài)時(shí)電路節(jié)點(diǎn)121的電壓為V121，則有:
【權(quán)利要求】
1.一種單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，包括按鍵檢測(cè)電路、按鍵電路、升壓電路和單節(jié)電池，其特征在于: 所述按鍵檢測(cè)電路檢測(cè)按鍵按下狀態(tài)，主要由比較器和基準(zhǔn)電源模塊組成，基準(zhǔn)電源模塊提供基準(zhǔn)電壓，其輸 入端接系統(tǒng)供電端以接入系統(tǒng)供電電壓，輸出端接所述比較器的第一輸入端； 所述升壓電路將電池的電壓升至系統(tǒng)供電電壓，包括升壓模塊和電壓反饋模塊，所述升壓模塊的輸入端接所述電池，使能端接所述比較器的第二輸入端，輸出端接系統(tǒng)供電端以輸出系統(tǒng)供電電壓，電壓反饋模塊的輸入端和輸出端分別接升壓模塊的輸出端和反饋端; 所述按鍵電路將按鍵動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，主要由按鍵、上拉電阻和分壓電路組成，所述按鍵、上拉電阻、分壓電路的一端均連接所述升壓模塊的使能端，所述按鍵另一端連接所述電池，所述上拉電阻另一端接系統(tǒng)使能電壓，所述分壓電路的輸出端連接所述比較器的第二輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基準(zhǔn)電源模塊包括兩串聯(lián)的參考電阻，兩參考電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器模塊的第一輸入端，且一個(gè)參考電阻的另一端作為輸入端接系統(tǒng)供電端，另一個(gè)參考電阻的另一端接地。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述比較器和基準(zhǔn)電源模塊集成在系統(tǒng)主控制芯片中。
4.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓模塊為一升壓芯片，其上還設(shè)有開關(guān)管腳，所述開關(guān)管腳通過一儲(chǔ)能電感連接至所述電池。
5.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓電路還包括輸入端濾波電容，所述輸入端濾波電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸入端，另一端接地。
6.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓電路還包括儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸出端以及系統(tǒng)供電端，另一端接地。
7.如權(quán)利要求6所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓電路還包括輸出端濾波電容，所述輸出端濾波電容一端連接在所述儲(chǔ)能電容和系統(tǒng)供電端之間，另一端接地。
8.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓反饋模塊包括兩串聯(lián)的電阻，兩反饋電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端接所述升壓模塊的反饋端，且一個(gè)反饋電阻另一端作為輸入端接升壓模塊的輸出端，另一個(gè)反饋電阻的另一端接地。
9.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓電路包括兩串聯(lián)的分壓電阻，兩分壓電阻的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為輸出端連接比較器模塊的第二輸入端，且一個(gè)分壓電阻的另一端作為輸入端接升壓芯片使能端，另一個(gè)分壓電阻的另一端接地。
10.如權(quán)利要求1所述的單節(jié)電池供電系統(tǒng)的按鍵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述按鍵電路還包括消抖電容和濾波電容；所述消抖電容一端接所述按鍵連接升壓模塊使能端的一端，另一端接地； 所述濾波電容一端接所述分壓電路的輸出端和比較器模塊的第一輸入端，另一端接地。
【文檔編號(hào)】H03M11/20GK203522713SQ201320515318
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】韓盈盈, 吳凡, 李長(zhǎng)順 申請(qǐng)人:濰坊歌爾電子有限公司