一种按键控制电路及电子产品的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种按键控制电路及电子产品，电路包括直流电源、按键、电源管理芯片、主控芯片、复位电路；按键的一端与直流电源连接，另一端与电源管理芯片的使能端连接；电源管理芯片为主控芯片供电；主控芯片与电源管理芯片的使能端连接，按键的另一端连接主控芯片；复位电路包括充电电阻、充电电容、开关管；直流电源通过按键连接充电电阻的一端，充电电阻的另一端通过充电电容接地；充电电容与充电电阻的连接节点与开关管的控制端连接，开关管的开关通路一端接地，开关管的开关通路的另一端连接主控芯片的复位引脚，并通过限流电阻连接所述直流电源。本发明通过一个按键实现了主控芯片的开机、关机以及复位功能，便于操作，成本较低。
【专利说明】
一种按键控制电路及电子产品
技术领域
[0001]本发明属于硬件电路技术领域，具体地说，是涉及一种按键控制电路以及采用所述按键控制电路设计的电子产品。
【背景技术】
[0002]市场上虚拟现实头盔的形式多种多样，设计的形式也各有特色。
[0003]目前虚拟现实头盔为了实现开机、关机以及复位功能，设计的按键较多，导致成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种按键控制电路，通过一个按键即可实现开机、关机和复位功能，降低了成本。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种按键控制电路，包括直流电源、按键、电源管理芯片、主控芯片、复位电路;所述按键的一端与直流电源连接，另一端与电源管理芯片的使能端连接;所述电源管理芯片为主控芯片供电；所述主控芯片与电源管理芯片的使能端连接，所述按键的另一端连接主控芯片;所述复位电路包括充电电阻、充电电容、开关管;所述直流电源通过按键连接充电电阻的一端，所述充电电阻的另一端通过充电电容接地;所述充电电容与充电电阻的连接节点与开关管的控制端连接，所述开关管的开关通路一端接地，所述开关管的开关通路的另一端通过限流电阻连接所述直流电源，所述开关管的开关通路的另一端连接主控芯片的复位引脚。
[0006]进一步的，所述按键控制电路还包括蓝牙芯片，所述主控芯片控制蓝牙芯片的运行。
[0007]又进一步的，所述电源管理芯片为LDO芯片。
[0008]再进一步的，所述按键通过第一二极管与电源管理芯片的使能端连接，所述主控芯片通过第二二极管与电源管理芯片的使能端连接，两个二极管的阴极连接。
[0009]更进一步的，所述电源管理芯片的使能端通过下拉电阻接地，所述电源管理芯片的使能端通过电容接地。
[0010]优选的，所述开关管为匪OS管，所述NMOS管的栅极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述匪OS管的源极接地，所述NMOS管的漏极通过所述限流电阻连接所述直流电源，所述NMOS管的漏极连接所述主控芯片的复位引脚。
[0011]优选的，所述开关管为NPN三极管，所述NPN三极管的基极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极通过所述限流电阻连接所述直流电源，所述NPN三极管的集电极连接所述主控芯片的复位引脚。
[0012]进一步的，所述按键控制电路还包括静电防护电路，所述按键与充电电阻的连接节点通过所述静电防护电路接地。
[0013]又进一步的，所述复位电路还包括放电电路，所述放电电路包括放电二极管和放电电阻，所述放电二极管的阳极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述二极管的阴极通过所述放电电阻接地。
[0014]基于上述按键控制电路的结构设计，本发明还提出了一种采用所述按键控制电路设计的电子产品，包括所述的按键控制电路，所述按键控制电路包括直流电源、按键、电源管理芯片、主控芯片、复位电路;所述按键的一端与直流电源连接，另一端与电源管理芯片的使能端连接;所述电源管理芯片为主控芯片供电；所述主控芯片与电源管理芯片的使能端连接，所述按键的另一端连接主控芯片;所述复位电路包括充电电阻、充电电容、开关管；所述直流电源通过按键连接充电电阻的一端，所述充电电阻的另一端通过充电电容接地；所述充电电容与充电电阻的连接节点与开关管的控制端连接，所述开关管的开关通路一端接地，所述开关管的开关通路的另一端通过限流电阻连接所述直流电源，所述开关管的开关通路的另一端连接主控芯片的复位引脚。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明的按键控制电路及电子产品，通过一个按键实现了主控芯片的开机、关机以及复位功能，控制方式比较简单，便于用户操作，使用方便，提高了用户的使用体验；由于按键数量少，整个电路采用的元器件较少，电路结构比较简单，易于实现，成本较低，具有较强的竞争力，便于推广应用。
[0016]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0017]图1是本发明所提出的按键控制电路的一个实施例的电路结构图；
图2是本发明所提出的按键控制电路的一个实施例的电路原理图；
图3是本发明所提出的按键控制电路的另一个实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0019]本实施例的按键控制电路主要包括直流电源PWR，按键Ul、电源管理芯片U7、主控芯片M⑶、复位电路等，参见图1、图2所示;按键UI的一端连接直流电源PWR，另一端连接电源管理芯片U7的使能端EN;电源管理芯片U7的电源输出端VOUT与主控芯片连接，输出电源VCC为主控芯片M⑶供电，主控芯片M⑶与电源管理芯片U7的使能端EN连接;按键Ul的另一端与主控芯片MCU的检测引脚连接，主控芯片MCU检测按键Ul的开合状态;复位电路主要包括充电电阻R3、充电电容C2、开关管Q5等，直流电源PWR通过按键Ul连接充电电阻R3的一端，充电电阻R3的另一端连接充电电容C2的一端，充电电容C2的另一端接地，充电电容C2与充电电阻R3的连接节点与开关管Q5的控制端连接，开关管Q5的开关通路的一端接地，开关管Q5的开关通路的另一端通过限流电阻R4连接直流电源PWR，开关管Q5的开关通路的另一端连接主控芯片的复位引脚，向主控芯片的复位引脚发送复位信号。
[0020]在主控芯片关机状态下，若需开机，则按下按键Ul，直流电源PWR提供的高电平通过按键Ul传输至电源管理芯片U7的使能端EN，使能电源管理芯片U7，电源管理芯片U7运行，电源输出端VOUT输出电源VCC给主控芯片MCU供电，主控芯片MCU上电运行；主控芯片MCU上电后，输出高电平至电源管理芯片U7的使能端EN;此时，即使释放按键Ul，也能保证电源管理芯片U7的使能端EN为高电平，保证电源管理芯片U7可以正常工作，为主控芯片M⑶持续供电，实现主控芯片MCU开机功能。
[0021]主控芯片开机后，通过检测其检测引脚的电平实时检测按键Ul的开合状态。
[0022]在主控芯片开机后，如果按键Ul处于断开状态，开关管Q5的控制端为低电平，由于开关管Q5为高电平导通，因此开关管Q5关断，开关管Q5的开关通路的另一端为高电平，此时主控芯片的复位引脚为高电平，主控芯片正常工作(不复位)。
[0023]在主控芯片开机后，若需关机，则可以长按按键U1。当按键Ul再次按下且按下时间达到设定关机时间(如5秒)时，即主控芯片的检测引脚电位由低电平跳到高电平，且高电平信号持续一段时间(达到设定关机时间)，则主控芯片在按键Ul释放后，输出低电平的关机信号至电源管理芯片U7的使能端ΕΝ，电源管理芯片U7关闭，停止输出电源VCC，主控芯片掉电关机，实现关机功能。
[0024]在主控芯片开机后，若需复位，则按下按键Ul，直流电源PWR通过充电电阻R3给充电电容C2充电，充电电容C2两端的电压逐渐升高，当满足开关管Q5的导通条件时，开关管Q5导通，直流电源PWR提供的电流通过限流电阻R4、开关管Q5的开关通路流入地，开关管Q5的开关通路的另一端被拉为低电平，向主控芯片的复位引脚发送低电平的复位信号，主控芯片的复位引脚被拉为低电平，主控芯片复位，实现主控芯片的复位功能，防止主控芯片软件跑飞。
[0025]通过调整充电电阻R3和充电电容C2的值可以灵活地调整开关管Q5的导通时间，从而调整硬件复位时间，即按键Ul的按压时间。如按键Ul按下闭合10秒，开关管Q5导通，主控芯片复位。
[0026]当然，通过调整充电电阻R3和充电电容C2的值调整复位时间，使得复位时间比设定关机时间要长，避免误操作。
[0027]本实施例的按键控制电路，通过一个按键Ul实现了主控芯片的开机、关机以及复位功能，控制方式比较简单，便于用户操作，使用方便，提高了用户的使用体验；由于按键数量少，整个电路采用的元器件较少，电路结构比较简单，易于实现，成本较低，具有较强的竞争力，便于推广应用。
[0028]在按键控制电路中还设置有蓝牙芯片ΒΤ，主控单元与蓝牙芯片BT连接，控制蓝牙芯片的运行。
[0029]在主控芯片开机后，单击(或短按)按键Ul，即主控芯片的检测引脚电位由低电平跳到高电平，则主控芯片通过串口UART向蓝牙芯片发送配对启动信号，蓝牙芯片接收到该信号后，启动配对功能，实现蓝牙芯片与外界设备的配对，如手机、PAD等。
[0030]例如，在主控芯片上电后、蓝牙芯片与手机配对后，如果此时手机来电话，可以单击按键Ul，主控芯片在检测到该电平变化后，发送控制命令给蓝牙芯片，通过蓝牙芯片接通电话，实现接通电话的功能。
[0031]通过在按键控制电路中设置蓝牙芯片，丰富了该电路的功能，扩大了电路的应用范围，提高了市场竞争力。
[0032]在本实施例中，电源管理芯片U7优选为LDO芯片，LDO芯片功耗低，性能稳定，能够为主控芯片提供所需的电源。
[0033]为了保证电流的正确流向，防止倒灌，提高电路的稳定性和安全性，按键Ul通过第一二极管D2与电源管理芯片U7的使能端EN连接，主控芯片通过第二二极管D3与电源管理芯片U7的使能端EN连接。即，第一二极管D2和第二二极管D3的阴极连接，且连接点与电源管理芯片U7的使能端EN连接，第一二极管D2的阳极连接按键Ul，第二二极管D3的阳极连接主控单元;从而避免直流电源PWR输出的电能倒灌至主控芯片以及主控芯片输出的电能倒灌至直流电源PWR。
[0034]电源管理芯片U7的使能端EN通过下拉电阻R5接地，在使能端EN没有被拉高时保持低电平，保证使能端EN电位稳定，避免反复开启电源管理芯片U7，保证电源管理芯片U7的状态稳定。
[0035]电源管理芯片U7的使能端EN通过电容C79接地，电容C79具有延时作用。在按下按键Ul启动主控芯片时，直流电源PWR提供的电能通过按键Ul、第一二极管D2传输至电源管理芯片U7的使能端，给电容C79充电，电容C79两端的电压逐渐升高，使能电源管理芯片U7。
[0036]当由于意外因素导致主控芯片向电源管理芯片U7的使能端EN输送低电平时，电容C79通过下拉电阻R5放电，电容C79两端的电压逐渐降低，使能端EN的电压逐渐降低，电源管理芯片U7还可以保持正常工作一段时间，在这段时间内主控芯片可能恢复向电源管理芯片U7的使能端EN输送高电平，从而可以避免由于主控芯片短暂的低电压输出波动导致的电源管理芯片U7关机，提高了电源管理芯片U7的稳定性，保证了主控芯片的供电稳定性。
[0037]开关管Q5为高电平导通，在本实施例中，开关管Q5优选为NMOS管，NMOS管的栅极连接充电电容C2与充电电阻R3的连接节点，NM0S管的源极接地，匪OS管的漏极通过限流电阻R4连接直流电源PWR，NM0S管的漏极连接主控芯片的复位引脚，参见图3所示。
[0038]作为本实施例的另一种优选设计方案，开关管Q5选为NPN三极管，NPN三极管的基极连接充电电容C2与充电电阻R3的连接节点，NPN三极管的发射极接地，NPN三极管的集电极通过限流电阻R4连接直流电源PWR，NPN三极管的集电极连接主控芯片的复位引脚。
[0039]本实施例的复位电路通过充电电阻R3为充电电容C2充电，通过充电电容C2两端的电压控制开关管Q5的通断，从而控制复位信号的电平高低，进而控制主控芯片的复位与否，控制方式比较简单，便于使用;而且采用一个开关管(匪OS管或NPN三极管)，电路结构简单，易于实现，成本低，降低了复位电路的成本。
[0040]为了放掉充电电容C2上的电荷，在按键控制电路中还设置有放电电路，充电电容C2上的电荷通过放电电路放掉。放电电路主要包括二极管Dl和放电电阻Rl，二极管Dl的阳极连接充电电容C2与充电电阻R3的连接节点，二极管DI的阴极通过放电电阻Rl接地。
[0041 ] 复位后，释放按键Ul，通过二极管Dl、放电电阻Rl将充电电容C2内的电荷放掉；充电电容C2两端的电压逐渐降低，开关管Q5控制端的电压逐渐降低，当不满足开关管Q5的导通条件时，开关管Q5关断。
[0042 ]在按键控制电路中还设置有静电防护电路，按键Ul与充电电阻R3的连接节点通过静电防护电路接地。
[0043]静电防护电路用于进行静电防护，避免电路中的电子器件因静电受损，提高了整个电路的稳定性，延长了电子器件的使用寿命，降低了维修成本。
[0044]在本实施例中，静电防护电路优选为ESD管，即一个阳极对接、反向串联的双二极管器件，结构简单、便于实现、成本较低。当然，静电防护电路也可以选择其他元器件搭建，并不限于上述举例。
[0045]为了滤除高频杂波，在按键控制电路中还设置有滤波电容Cl，直流电源PWR通过滤波电容Cl接地，从而滤除直流电源输出的高频杂波，避免损坏复位电路中的其他元器件。
[0046]基于上述按键控制电路的设计，本实施例还提出了一种电子产品，包括所述的按键控制电路。
[0047]电子产品为需要通过一个按键实现开机、关机、硬件复位等功能的穿戴类电子设备，如虚拟现实头盔等。
[0048]通过在电子产品中设计所述的按键控制电路，通过一个按键即可实现主控芯片的开机、关机、复位功能，便于用户操作，提高了用户的使用体验；由于设计的按键数量少，不仅使得电子产品具有较好的外观，而且使得电路结构更加简单，易于实现，降低了成本，提高了电子产品的竞争力。
[0049]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种按键控制电路，其特征在于:包括直流电源、按键、电源管理芯片、主控芯片、复位电路； 所述按键的一端与直流电源连接，另一端与电源管理芯片的使能端连接;所述电源管理芯片为主控芯片供电；所述主控芯片与电源管理芯片的使能端连接，所述按键的另一端连接主控芯片； 所述复位电路包括充电电阻、充电电容、开关管;所述直流电源通过按键连接充电电阻的一端，所述充电电阻的另一端通过充电电容接地;所述充电电容与充电电阻的连接节点与开关管的控制端连接，所述开关管的开关通路一端接地，所述开关管的开关通路的另一端通过限流电阻连接所述直流电源，所述开关管的开关通路的另一端连接主控芯片的复位引脚。2.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述按键控制电路还包括蓝牙芯片，所述主控芯片控制蓝牙芯片的运行。3.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述电源管理芯片为LDO芯片。4.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述按键通过第一二极管与电源管理芯片的使能端连接，所述主控芯片通过第二二极管与电源管理芯片的使能端连接，两个二极管的阴极连接。5.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述电源管理芯片的使能端通过下拉电阻接地，所述电源管理芯片的使能端通过电容接地。6.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述开关管为匪OS管，所述匪OS管的栅极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述匪OS管的源极接地，所述匪OS管的漏极通过所述限流电阻连接所述直流电源，所述NMOS管的漏极连接所述主控芯片的复位引脚。7.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述开关管为NPN三极管，所述NPN三极管的基极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极通过所述限流电阻连接所述直流电源，所述NPN三极管的集电极连接所述主控芯片的复位引脚。8.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述按键控制电路还包括静电防护电路，所述按键与充电电阻的连接节点通过所述静电防护电路接地。9.根据权利要求1所述的按键控制电路，其特征在于:所述复位电路还包括放电电路，所述放电电路包括放电二极管和放电电阻，所述放电二极管的阳极连接所述充电电容与充电电阻的连接节点，所述二极管的阴极通过所述放电电阻接地。10.—种电子产品，其特征在于:包括如权利要求1至9中任一项所述的按键控制电路。
【文档编号】G06F1/24GK106095040SQ201610396128
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日 公开号201610396128.3, CN 106095040 A, CN 106095040A, CN 201610396128, CN-A-106095040, CN106095040 A, CN106095040A, CN201610396128, CN201610396128.3
【发明人】文建邦
【申请人】青岛歌尔声学科技有限公司