一鍵打開(kāi)和關(guān)閉微處理器

將低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器與OR門(mén)相結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)電路，允許單個(gè)按鈕打開(kāi)和關(guān)閉基于微處理器的便攜式系統(tǒng)。

當(dāng)將基于微處理器的便攜式設(shè)備放在辦公桌抽屜中數(shù)周或數(shù)月時(shí)，您當(dāng)然應(yīng)該將其關(guān)閉以節(jié)省電池容量（除非它需要電源來(lái)維持易失性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)或保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘運(yùn)行）。為了盡可能節(jié)省電量，通常最好關(guān)閉處理器、其外圍設(shè)備和所有電源組件。

一個(gè)簡(jiǎn)單的電路（圖1）使單個(gè)按鈕能夠關(guān)閉和打開(kāi)電源。它包括一個(gè)單OR柵極（IC1）和第二個(gè)器件（IC2），后者將低壓差線性穩(wěn)壓器和微處理器復(fù)位電路集成在SOT23、QFN或超芯片級(jí)封裝中。

圖1.這種1按鈕導(dǎo)通/關(guān)斷電路由LDO和單個(gè)OR門(mén)實(shí)現(xiàn)。

單柵極手術(shù)室電路（TinyLogic）?NC7SZ32采用SC70或芯片級(jí)封裝）具有低靜態(tài)電流，是唯一在關(guān)斷時(shí)間內(nèi)供電的電路。用戶通過(guò)關(guān)閉ON/OFF按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)打開(kāi)器件，這會(huì)在OR門(mén)的輸入1處產(chǎn)生邏輯高電平。柵極輸出將LDO的SHDN輸入驅(qū)動(dòng)為高電平，使LDO輸出逐漸上升至其預(yù)設(shè)電壓。

IC2的LDO RESET輸出保持低電平，直到LDO輸出電壓穩(wěn)定到所需的復(fù)位超時(shí)周期。當(dāng)IC2取消置位其RESET輸出時(shí)，處理器啟動(dòng)代碼執(zhí)行并驅(qū)動(dòng)通用輸出（GPO）高電平。當(dāng) GPO 高電平時(shí)，當(dāng)釋放按鈕時(shí)，器件將保持上電模式，但為了確保正確的開(kāi)啟順序，ON/OFF 按鈕必須保持關(guān)閉間隔，其中包括 LDO 開(kāi)啟時(shí)間（100 微秒）、復(fù)位超時(shí)周期（100 毫秒到 10 秒）和 GPO 高的代碼執(zhí)行時(shí)間（100 微秒到 <> 毫秒）。為了最大程度地減少由于按鈕短暫閉合而導(dǎo)致意外打開(kāi)的可能性，請(qǐng)?jiān)谔幚砥鲝闹刂弥谐霈F(xiàn)到 GPO 輸出轉(zhuǎn)換到高電平之間包括幾秒鐘的延遲。（當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，LDO和μP上電，但將自動(dòng)關(guān)閉，除非按鈕保持關(guān)閉幾秒鐘。

在正常工作期間，μP的通用輸入（GPI）為低電平，并由μP監(jiān)控從低到高的轉(zhuǎn)換。要啟動(dòng)斷電序列，請(qǐng)關(guān)閉開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)將 GPI 驅(qū)動(dòng)為高電平。使用處理器代碼對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行去抖動(dòng)，并監(jiān)控 GPI 輸入所需的關(guān)斷超時(shí)周期。（也就是說(shuō)，等待開(kāi)關(guān)保持關(guān)閉狀態(tài)幾秒鐘，然后再關(guān)閉設(shè)備。

當(dāng)處理器驗(yàn)證了按鈕關(guān)斷條件時(shí)，它將 GPO 驅(qū)動(dòng)為低電平，當(dāng)釋放按鈕時(shí)，OR門(mén)輸出變?yōu)榈碗娖剑瑥亩P(guān)閉 LDO 并將器件置于低功耗關(guān)斷模式。為了確保在用戶忘記手動(dòng)關(guān)閉設(shè)備時(shí)關(guān)閉，您可以對(duì)處理器進(jìn)行編程，使其在幾分鐘后將 GPO 驅(qū)動(dòng)為低電平，在沒(méi)有用戶活動(dòng)的情況下關(guān)閉 LDO。由于 GPI 對(duì)于打開(kāi)和關(guān)閉都很高，因此您需要基于狀態(tài)的處理器代碼來(lái)解釋相應(yīng)的 GPO 響應(yīng)。R1和R2確保OR柵極輸入在斷電模式下保持低電平。

按鈕開(kāi)關(guān)通過(guò)將電池電壓連接到GPI輸入來(lái)監(jiān)控開(kāi)關(guān)閉合，某些μP可能需要額外的電壓保護(hù)電路。在正常工作期間，齊納二極管D2和電阻R3將GPI輸入限制在低于μP的V水平。抄送電壓。選擇低于標(biāo)稱 V 的齊納電壓抄送電平及高于μP的GPI輸入的邏輯高電平。在初始上電期間，GPI輸入在LDO輸出導(dǎo)通之前接近Vzener（μP V抄送等于 0V）。結(jié)合電阻R3，從GPI到V的低壓齊納二極管（D2）抄送限制 GPI 輸入端的電壓和電流，直到 V抄送已滿電。該二極管還有助于拉動(dòng)V抄送當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)向上。（如果處理器輸入容許高電壓，則可以刪除 D1 和 D2。

如果處理器不包含內(nèi)部看門(mén)狗定時(shí)器，則此電路可能無(wú)法響應(yīng)ON/OFF按鈕命令，因此在ON模式下無(wú)法正確執(zhí)行代碼。您可以通過(guò)添加可選的針孔復(fù)位來(lái)避免此問(wèn)題，該復(fù)位允許用戶通過(guò)復(fù)位μP來(lái)重新建立器件控制。針孔復(fù)位直接連接到IC2的手動(dòng)復(fù)位輸入，無(wú)需外部去抖動(dòng)電路。閉合時(shí)，針孔按鈕強(qiáng)制μP復(fù)位，允許GPO變?yōu)榈碗娖?，并關(guān)閉LDO。然后，您可以通過(guò)開(kāi)/關(guān)按鈕重新為設(shè)備供電。

圖1電路接受+5V電源供電，并在穩(wěn)壓器輸出端提供+3.3V電壓。整個(gè)電路的電源電流在空載時(shí)為 139mA，停機(jī)模式時(shí)僅為 0.9μA。IC2在0mA至300mA的任何負(fù)載下啟動(dòng)。

審核編輯：郭婷