一键开关机电路

 电路如图

    原理很简单,Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用,上电的时候Q1先导通,Q2截止,如果没按下按键,电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管,因为Q2截止,Q3也截止,系统得不到电源。

   此时Q1的集电极为低电平0.3V左右,C1上的电压也为0.3V左右,当按下按键S1后,Q1基极被C1拉到0.3V,迅速截止。Q2开始导通,电路的状态发生翻转,Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位,Q3导通,电源通过Q3给系统供电。

   Q2导通后,C1通过R1,R4充电,电压上升到1V左右,此时再次按下按键,C1的电压加到Q1基极,Q1导通,Q1集电极为低电平,通过R3强迫Q2截止,Q3也截止,系统关机。整个开关机的过程就是这样。

  如果要求这个电路的静态功耗低,可以全部采用MOS管,成本要高点,电路如下图,原理都是一样的,双稳态电路,就不分析了。

### 单片机实现一键开关机电路设计方案 #### 设计概述 单片机实现的一键开关机电路通常由按键、MOS管、三极管以及单片机构成。其核心原理是利用按键触发信号,通过单片机控制外部元件的状态来完成设备的开/关操作[^3]。 #### 控制流程描述 当按下按键时,三极管 Q1 导通,使得单片机获得供电并复位进入工作状态。随后,单片机会检测按键输入 K-IN 是否处于低电平。如果是,则单片机输出端口 K-OUT 输出高电平,使另一只三极管 Q2 导通,从而模拟按键长按的效果。此时 LED 指示灯点亮,表示系统已启动完毕。 在运行过程中,如果再次按下按键超过一定时间(例如 1 秒),单片机将识别为关机指令,并将 K-OUT 设置为低电平,切断 Q2 的导通路径。LED 熄灭后,释放按键会使 Q1 截止,最终导致单片机失去供电而关闭。 以下是基于上述逻辑的一个典型硬件连接方式: ```plaintext +-------------------+ | | | PMOS (Q2) |-----> 板载电源供应 (+Vcc) | | +-------+-----------+ | v R_pullup | v +---------+ | G| | Single-|---> K_OUT (GPIO Pin of MCU) | Chip |---> K_IN (Input GPIO Pin with Pull-up Resistor) | S| +---------+ | v GND ``` 其中 `R_pullup` 是用于上拉 K-IN 输入引脚的电阻;PMOS 负责切换主电源供给线路。 #### 关于零功耗待机功能 为了达到真正的零功耗待机效果,在实际应用中可结合光耦隔离技术或者专用芯片进一步优化设计。比如采用 CD4013 构建双稳态触发电路作为辅助部分,能够有效减少静态电流消耗[^4]。 #### 示例代码片段 下面给出一段针对 PIC16F84A 微控制器编写的基础 C 语言伪码,展示如何判断按键动作及时序管理: ```c #include <pic.h> #define DELAY_TIME_MS 1000 // 定义延时时长为一秒 void main() { TRISB = 0b00000001; // 配置 RB0 为输入模式,其余皆设为输出. while(1){ if(PORTBbits.RB0 == 0){ // 如果检测到按钮被按下... delay_ms(DELAY_TIME_MS); // 延迟一段时间 if(PORTBbits.RB0 == 0 && !is_power_on()){ turn_on_system(); // 执行开机命令 }else if(is_long_press()){ turn_off_system(); // 否则执行关机命令 } } } } ``` 注意以上仅为示意性质的功能框架,具体实现需依据所选用型号调整寄存器配置及相关参数设置。
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