單節電池供電系統的按鍵控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，通過按鍵檢測電路的比較器將不同的電壓轉換為高低邏輯電平實現按鍵按下與松開不同狀態的識別，當按鍵松開時，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使能電壓，當按鍵按下時，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行比較，從而正確識別出按鍵狀態；同時，通過控制升壓模塊的使能來實現系統開關機，開機時，系統使能電壓為高，升壓模塊使能端電壓為系統使能電壓，升壓模塊轉化電池電壓給系統供電；關機時，系統使能電壓為低，按鍵松開，升壓模塊不使能，系統斷電，準確完成系統的開關機動作。
【專利說明】單節電池供電系統的按鍵控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及按鍵控制【技術領域】，尤其涉及一種單節電池供電系統的按鍵控制系統。
【背景技術】
[0002]目前有很多低功耗的電子設備，如:觸控筆、點讀筆和一些遙控器等，這些電子設備的功耗都很低，完全可以采用單節1.5V的電池進行供電，采用單節電池供電可以縮小這些電子設備的體積，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候需要采用升壓電路將電池電壓轉換為主控制芯片的工作電壓，升壓電路通常采用升壓DC/DC芯片構成。
[0003]另外，這些電子設備在設計時為了提高使用者的操作方便性與提升其本身的美觀度，其開關機按鍵多采用輕觸回彈式按鍵取代了傳統的撥動開關。如初按開機，再按關機等操作方式。
[0004]當將上述的單節電池供電電路與輕觸回彈式按鍵相結合來控制電子設備時，電子設備將無法正常工作。因為電子設備的主控制芯片的工作電壓高于單節電池的供電電壓，主控制芯片所認定的高電平高于單節電池的電壓，這會造成主控制芯片對按鍵動作的識別失效，即使按鍵已經按下，主控制芯片仍認為輸入的是低電平而判斷為按鍵沒有按下，故使得電子設備無法正常關機。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，能夠系統供電電壓，正確識別按鍵狀態，保證電子設備正常關機。
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，包括按鍵檢測電路、按鍵電路、升壓電路和單節電池，其中:
[0007]所述按鍵檢測電路檢測按鍵按下狀態，主要由比較器和基準電源模塊組成，基準電源模塊提供基準電壓，其輸入端接系統供電端以接入系統供電電壓，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，輸出端接系統供電端以輸出系統供電電壓，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作轉化為電信號，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]進一步的，所述基準電源模塊包括兩串聯的參考電阻，兩參考電阻的串聯節點作為輸出端連接比較器模塊的第一輸入端，且一個參考電阻的另一端作為輸入端接系統供電端，另一個參考電阻的另一端接地。
[0011]進一步的，所述比較器和基準電源模塊集成在系統主控制芯片中。
[0012]進一步的，所述升壓模塊為一升壓芯片，其上還設有開關管腳，所述開關管腳通過一儲能電感連接至所述電池。
[0013]進一步的，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]進一步的，所述升壓電路還包括儲能電容，所述儲能電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸出端以及系統供電端，另一端接地。
[0015]進一步的，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能電容和系統供電端之間，另一端接地。
[0016]進一步的，所述電壓反饋模塊包括兩串聯的反饋電阻，兩反饋電阻的串聯節點作為輸出端接所述升壓模塊的反饋端，且一個反饋電阻另一端作為輸入端接升壓模塊的輸出端，另一個反饋電阻的另一端接地。
[0017]進一步的，所述分壓電路包括兩串聯的分壓電阻，兩分壓電阻的串聯節點作為輸出端連接比較器模塊的第二輸入端，且一個分壓電阻的另一端作為輸入端接升壓芯片使能端，另一個分壓電阻的另一端接地。
[0018]進一步的，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]與現有技術相比，本實用新型的單節電池供電系統的按鍵控制系統，通過按鍵檢測電路的比較器將不同的電壓轉換為高低邏輯電平實現按鍵按下與松開不同狀態的識別，當按鍵松開時，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使能電壓，當按鍵按下時，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行比較，從而正確識別出按鍵狀態；同時，通過控制升壓模塊的使能來實現系統開關機，開機時，系統使能電壓為高，升壓模塊的使能端電壓為系統使能電壓，升壓模塊轉化電池電壓給系統供電；關機時，系統使能電壓為低，按鍵松開，升壓模塊不使能，系統斷電，準確地完成系統的開關機動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型具體實施例的單節電池供電系統的按鍵控制系統的系統架構圖；
[0021]圖2是本實用新型具體實施例的單節電池供電系統的按鍵控制系統的具體電路圖。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型的核心思想是公開一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，包括按鍵檢測電路、按鍵電路、升壓電路和單節電池，其中:[0023]所述按鍵檢測電路檢測按鍵按下狀態，主要由比較器和基準電源模塊組成，基準電源模塊提供基準電壓，其輸入端接系統供電端以接入系統供電電壓，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，輸出端接系統供電端以輸出系統供電電壓，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作轉化為電信號，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]為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的說明，然而，本實用新型可以用不同的形式實現，不應認為只是局限在所述的實施例。
[0027]請參考圖1，本實用新型提供一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，包括按鍵檢測電路11、按鍵電路12、升壓電路13和單節電池14。
[0028]請參考圖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邏輯控制，其輸出端(管腳)V0UT接系統供電端VDD以輸出系統供電電壓；L2為電感，作用是儲能，一端接U4開關端(管腳)SW，另一端接所述電池14的供電端VBAT以存儲電能；R19和R21為電壓反饋電阻，串聯組成電壓反饋模塊，調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的串聯節點作為輸出端接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。在此實施案例中，R19=499KQ, R21=100K Ω，此時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為儲能電容，用于使輸出電壓穩定，降低輸出紋波，C23 —端連接U4的電壓輸出端VOUT以及系統供電端VDD，另一端接地；C26為輸出端濾波電容，降低升壓電路對后端設備造成的干擾，C26 一端連接在U4的電壓輸出端VOUT以及系統供電端VDD之間，另一端接地。
[0029]按鍵電路12包括按鍵和相關附屬電路，用于將人體按按鍵的動作轉換為電信號，并提供給其他相關電路，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，一端接電池的供電端VBAT，另一端接U4使能端(管腳)EN，用于檢測按鍵動作，按鍵按下時SI接通，按鍵彈起(松開)時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快速跳變；分壓電阻R3與R9組成分壓電路，R3與R9的串聯節點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點121為后端按鍵檢測電路提供按鍵檢測電壓，同時作為下拉電阻，提供節點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電路的供電，并防止系統使能電壓VEN (由系統的主控制芯片MCU的使能端輸出)流入U4使能端EN的電流過大；C2為濾波電容，一端接R3與R9的串聯節點和比較器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按鍵檢測電路造成的干擾。
[0030]按鍵檢測電路11用于按鍵按下狀態的檢測，主要由比較器和基準電源模塊組成，基準電源模塊提供基準電壓。具體地，該電路由Ul、Rl、R2組成。其中，Ul為比較器，通過將按鍵檢測電壓與參考電壓相比較，當結果為高時說明按鍵松開，當結果為低時說明按鍵按下。比較結果可以通過中斷接口送至系統的主控制芯片MCU，實現按鍵的檢測。目前，絕大多數MCU內部會集成一個比較器模塊和基準電源模塊，因此，Ul可以采用MCU內部自帶的比較器和基準，以實現簡化電路，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(基準電壓)，Rl與R2的串聯節點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供電端VDD，R2的另一端接地。
[0031]上述單節電池供電系統的按鍵控制系統的開關機工作原理是通過控制U4的使能實現的。VEN由MCU控制，開機狀態VEN為高，電路節點122電平為高，U4使能，給系統供電。需要關機時VEN變為低，SI松開時，U4不使能，系統斷電，從而準確地完成系統的開關機動作。
[0032]而該系統的按鍵檢測原理是通過按鍵按下與松開不同狀態下電路節點121電壓不同，通過比較器Ul將不同的電壓轉換為高低邏輯電平實現的。具體實現原理如下:
[0033]當按鍵松開時，按鍵檢測電路由VEN提供電壓。電路節點121的電壓由R7，R3，R9分壓獲得，設按鍵松開狀態時電路節點121的電壓為V121，則有:
【權利要求】
1.一種單節電池供電系統的按鍵控制系統，包括按鍵檢測電路、按鍵電路、升壓電路和單節電池，其特征在于: 所述按鍵檢測電路檢測按鍵按下狀態，主要由比較器和基準電源模塊組成，基準電源模塊提供基準電壓，其輸 入端接系統供電端以接入系統供電電壓，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，輸出端接系統供電端以輸出系統供電電壓，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作轉化為電信號，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.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述基準電源模塊包括兩串聯的參考電阻，兩參考電阻的串聯節點作為輸出端連接比較器模塊的第一輸入端，且一個參考電阻的另一端作為輸入端接系統供電端，另一個參考電阻的另一端接地。
3.如權利要求1或2所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述比較器和基準電源模塊集成在系統主控制芯片中。
4.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述升壓模塊為一升壓芯片，其上還設有開關管腳，所述開關管腳通過一儲能電感連接至所述電池。
5.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，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.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述升壓電路還包括儲能電容，所述儲能電容一端連接所述升壓模塊的電壓輸出端以及系統供電端，另一端接地。
7.如權利要求6所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，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能電容和系統供電端之間，另一端接地。
8.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述電壓反饋模塊包括兩串聯的電阻，兩反饋電阻的串聯節點作為輸出端接所述升壓模塊的反饋端，且一個反饋電阻另一端作為輸入端接升壓模塊的輸出端，另一個反饋電阻的另一端接地。
9.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，其特征在于，所述分壓電路包括兩串聯的分壓電阻，兩分壓電阻的串聯節點作為輸出端連接比較器模塊的第二輸入端，且一個分壓電阻的另一端作為輸入端接升壓芯片使能端，另一個分壓電阻的另一端接地。
10.如權利要求1所述的單節電池供電系統的按鍵控制系統，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】H03M11/20GK203522713SQ201320515318
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】韓盈盈, 吳凡, 李長順 申請人:濰坊歌爾電子有限公司