摘要: 一个按钮可以打开和关闭微处理器
将低差(LDO)线性稳压器与或门相结合,产生一个电路,允许单个按钮打开和关闭基于微处理器的便携式系统。
当将基于微处理器的便携式设备放置在书桌抽屉中数周或数月时,当然应该关闭它以节省电池容量(除非它需要电力来维持易失性数据的存储或保持实时时钟的运行)。为了尽可能节省电力,通常最好关闭处理器、其外围设备和所有电源组件。
一个简单的电路(图1)可以通过一个按钮来关闭和打开电源。它包括一个或门(IC1)和第二个器件(IC2),该器件在SOT23, QFN或超芯片级封装中结合了低差线性稳压器和微处理器复位电路。
图1所示 这个1按钮开/关电路是用一个LDO和一个OR门实现的
单门或电路(TinyLogic NC7SZ32在SC70或芯片级封装)具有低静态电流,并且是在关闭时间内唯一通电的电路。用户通过关闭on /OFF按钮开关来打开设备,该开关在OR门的输入1处产生逻辑高电平。栅极输出驱动LDO的SHDN输入高电平,导致LDO输出向其预设电压上升。
IC2的LDO RESET输出保持低电平,直到LDO输出电压稳定所需的复位超时时间。当IC2解除其RESET输出时,处理器启动代码执行并驱动一个通用输出(GPO)高电平。当GPO高时,当按钮被释放时,设备保持开机模式,但为了确保正确的打开顺序,ON/OFF按钮必须在一段时间内保持关闭,该时间包括LDO打开时间(100微秒)、复位超时时间(100毫秒到10秒)和GPO高时的代码执行时间(100微秒到1毫秒)。为了最大限度地减少由于短按钮关闭而导致意外接通的可能性,在处理器从复位出现和GPO输出过渡到高电平之间包括几秒钟的延迟。(当开关闭合时,LDO和µP上电,但除非按钮保持闭合几秒钟,否则会自动关闭。)
在正常工作期间,µP的通用输入(GPI)很低,并由µP监控从低到高的转换。要启动断电顺序,通过关闭ON/OFF开关驱动GPI高电平。使用处理器代码来消除开关的反弹,并在所需的关闭超时期间监视GPI输入。(也就是说,在关闭设备之前,等待开关保持关闭状态几秒钟。)
当处理器验证按钮断电条件时,它驱动GPO低,当按钮被释放时,或门输出低,关闭LDO并将设备置于低功耗关机模式。为了确保在用户忘记手动关闭设备时关闭,您可以通过将GPO驱动为低来编程处理器,在几分钟没有用户活动的情况下关闭LDO。由于打开和关闭时GPI都很高,因此需要基于状态的处理器代码来解释适当的GPO响应。R1和R2确保在断电模式下or门输入保持低电平。
由于按钮开关通过将电池电压连接到GPI输入来监控开关闭合,因此可能需要额外的电压保护电路。在正常工作期间,齐纳二极管D2和电阻R3将GPI输入限制在µP的V(CC)电压以下的电平。为μ P的GPI输入选择低于标称V(CC)电平和高于逻辑高电平的齐纳电压。在初始上电期间,GPI输入在LDO输出导通之前接近Vzener(µP V(CC)等于0V)。与电阻R3结合,从GPI到V(CC)的低压齐纳二极管(D2)限制GPI输入端的电压和电流,直到V(CC)完全通电。该二极管也有助于拉V(CC)时,按钮开关关闭。(如果处理器输入可耐受高电压,可将D1和D2取下。)
如果处理器不包含内部看门狗定时器,则该电路可能无法响应ON/OFF按钮命令,因此在ON模式期间无法正确执行代码。您可以通过添加可选的针孔复位来排除此问题,该复位允许用户通过复位µP来重新建立设备控制。针孔复位直接连接到IC2的手动复位输入,不需要外部剥离电路。关闭时,针孔按钮强制µP复位,允许GPO降至低电平,并关闭LDO。然后,您可以通过ON/OFF按钮重新为设备供电。
图1电路接受+5V电源,并在稳压器输出处提供+3.3V。在空载时,整个电路的供电电流为139mA,在关机时仅为0.9µA。IC2在从0mA到300mA的任何负载下启动。
这个设计理念出现在2004年6月16日的《EE Times》(地球增刊)上。
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