单片机单键开关机电路，模仿手机电源键功能 - 实现长按开机、长按关机、轻触开关锁屏

 

分享一个自己电路中的 单键开关机电路，需要与单片机的I/O配合，可实现手机电源键功能，如长按开机、长按关机、轻触开关锁屏或其他自定义功能。并且静态功耗极低，最大uA级，非常适合电池供电。

 

 

电路需求

电路需要使用：带有EN使能引脚的电源芯片，如图中的MP2144，用于将VIN降压到3.3V，给单片机系统供电。还要使用单片机的两个I/O，KEY_ON 与 PWR_EN。其中 KEY_ON配置为输入引脚，PWR_EN配置为推挽输出。

（VIN为电源，当SW-PB按下后，D3导通，SW_EN电平为高，MP2144工作，会输出3.3V电源给单片机供电，使其工作。）

 

实现原理

按键开机过程：

1. VIN为电源，当SW-PB按下后，D3导通，SW_EN电平为高，MP2144工作，会输出3.3V电源给单片机供电，使其工作。

2. 单片机上电后，KEY_ON设置为输入，PWR_EN设置为初始状态为0的推挽输出。持续检测KEY_ON引脚电平。此时SW-PB的状态为按下，Q2导通，KEY_ON被拉低为低电平。

3. 如果检测到KEY_ON引脚持续xS时间均为低电平，且此时系统状态为关机，则判断用户正在执行长按开机。单片机会执行开机过程：将 PWR_EN设置输出高电平，系统持续供电，之后单片机正式初始化其他外设并运行系统。开机过程完毕。

D3、D4的作用相当于或门，只要有一端输入为高电平，SW_EN都会为高电平。而只要SW_EN为高电平，MP2144就会为系统持续供电。（MCU控制PWR_EN输出高电平，SW_EN就会为高电平，MP2144就会一直给单片机供电。即使松开按键，单片机依旧可以保持正常供电。除非单片机设置PWR_EN输出低电平）

 

按键事件过程：

1. 开机过后，单片机建立一任务，持续检测 KEY_ON的电平和时间。

2. 如果KEY_ON电平为低，且持续时间较短，只有几百ms以内。则判断用户此时正在单击按键，可执行对应的处理事件，例如开/关屏幕，触发系统设置等功能。

因为有 D3、D4，单击按键不会对MP2144的使能状态造成影响，也不会烧毁单片机的PWR_EN引脚，同时还能独立检测KEY_ON的电平，用于判断按键事件。

 

按键关机过程：

1. 用户长按按键，KEY_ON被拉低。

2. 如果此时系统状态为开机中，检测到KEY_ON电平为低，且持续时间较长，大于xS时间。则判断用户此时正在长按按键，可执行关机过程：将开关机标志位设置为待关机，执行关机过程，如保存用户数据、载入关机动画等。待所有准备过程完毕后，将PWR_EN引脚输出为低电平，系统进入关机状态，MCU设置为掉电模式。待用户松开按键后，SW_EN将为低电平，MP2144不会继续供电，系统会彻底掉电。

 

设计要点

电路的功能没有问题，电源芯片一定要 带有EN使能引脚，唯一需要考虑就是静态功耗。

关机状态下的静态功耗仅与电源芯片的关断电流有关，所以关断电流越小越好。例如MP2144，关断电流仅为0.1uA。而其他部分电路在未开机的时是没有任何功耗的，十分适合电池供电。

 

开机状态下的静态功耗，与电源芯片的Iq（静态电流）、Q2-MOS的漏电流（nA级别）、系统功耗都有关系。如果整体的静态功耗需要控制在uA级别，不是很推荐使用DCDC做电源，可以选择LDO，例如SPX3819、MIC5205。

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