CN111934666B - 一种具有系统唤醒功能的按键电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及按键技术领域，尤其涉及一种兼有系统唤醒功能和特定功能的按键电路，包括依次连接的按键模块、反相器电路模块、按键状态锁存模块、系统电源控制模块，以及连接所述按键模块和所述按键状态锁存模块的MCU电路模块，解决了传统的唤醒按键和特定功能按键各自独立，导致按键数量多、不方便物料管理，而且唤醒按键需自带锁存功能，导致其体积较大、成本较高的问题。本发明通过单个普通按键即可实现系统唤醒功能和特定功能，减少了功耗和按键数量，方便用户使用；无需另外增加唤醒按键，减少了物料成本，便于物料管理，且本发明电路简单实用，抗干扰能力强，可靠性高。

Description

一种具有系统唤醒功能的按键电路

技术领域

本发明涉及按键技术领域，尤其涉及一种具有系统唤醒功能的按键电路。

背景技术

目前的工程车组合仪表均设置有按键，通过按键来实现对应的功能，比如，用于唤醒系统的唤醒按键和用于其它特定功能（例如用于菜单选择用的“向上”键、“向下”键等）的功能按键。

但是，传统的用于唤醒系统功能的按键和用于其它特定功能的按键多相互独立，而且两种按键种类不同，导致需要设计的按键数量和种类较多、占用空间资源、影响使用者的使用体验，同时，也增加了物料的成本以及管理的难度；

而且，用于唤醒系统的按键一般采用自带锁存功能的机械按键，此类机械按键一般体积较大、成本较高。

发明内容

本发明提供一种具有系统唤醒功能的按键电路，解决的技术问题是，传统的唤醒按键和特定功能按键各自独立，导致按键数量多、不方便物料管理，而且唤醒按键需自带锁存功能，导致其体积较大、成本较高。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种具有系统唤醒功能的按键电路，包括依次连接的按键模块（1）、反相器电路模块（2）、按键状态锁存模块（3）以及系统电源控制模块（4），还包括连接所述按键模块（1）和所述按键状态锁存模块（3）的MCU电路模块（5）；

所述MCU电路模块（5）用于在系统由工作状态转为休眠状态时，输出休眠逻辑控制信号至所述按键状态锁存模块（3）；

所述按键状态锁存模块（3）用于根据所述休眠逻辑控制信号控制所述系统电源控制模块（4）的输出电压为零，以使得所述MCU电路模块（5）不工作；

所述按键模块（1）用于在系统处于休眠状态时采集按键的工作状态，并在按键被按下时输出按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出按键工作信号至所述MCU电路模块（5）；

所述反相器电路模块（2）用于将接收到的所述按键状态信号进行相位反转，并输出唤醒信号至所述按键状态锁存模块（3）；

所述按键状态锁存模块（3）还用于根据所述唤醒信号进行锁存，并输出系统电源使能信号至所述系统电源控制模块（4）；

所述系统电源控制模块（4）用于根据所述系统电源使能信号输出系统电源，以使得所述MCU电路模块（5）工作；

所述MCU电路模块（5）还用于在工作状态下根据所述按键工作信号执行特定功能；

本技术方案通过提供一种具有系统唤醒功能的按键电路，实现了一个普通按键兼有唤醒系统功能和特定功能的效果，方便用户使用，也缩小了占用空间；同时本方案通过所述按键状态锁存模块（3）实现了锁存功能，解决了现有的唤醒按键需自带锁存功能，导致其体积较大、成本较高的问题，减小了体积，且电路简单，成本较低。

在进一步的实施方案中，所述按键模块（1）至少包括均连接所述MCU电路模块（5）和所述反相器电路模块（2）的第一按键单元（11）和第二按键单元（12），所述第一按键单元（11）、第二按键单元（12）分别设有第一按键（SB1）和第二按键（SB2）；

所述第一按键单元（11）用于采集所述第一按键（SB1）的工作状态，并在所述第一按键（SB1）被按下时输出第一按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出第一按键工作信号至所述MCU电路模块（5）；

所述第二按键单元（12）用于采集所述第二按键（SB2）的工作状态，并在所述第二按键（SB2）被按下时输出第二按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出第二按键工作信号至所述MCU电路模块（5）；

其中，所述第一按键（SB1）和所述第二按键（SB2）为机械按键。

在本技术方案中，休眠状态下，当第一按键（SB1）或第二按键（SB2）被按下，第一按键单元（11）或第二按键单元（12）通过发送按键状态信号达到使所述MCU电路模块（5）工作以及唤醒系统的目的；当所述MCU电路模块（5）正常工作状态下，所述MCU电路模块（5）根据检测到的按键工作信号确定所述第一按键（SB1）或第二按键（SB2）是否被按下，确定此按键被按下后再执行特定功能；另外，本技术方案不需要另外增加唤醒按键，节省功耗，减少物料成本，使得所用按键数量减少，按键占用空间小。

在进一步的实施方案中，所述第一按键单元（11）除设有所述第一按键（SB1）外，还设有第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）以及第一电容（C1）；

所述第一按键（SB1）内部开关的一端的第一引脚（Pin1）、第二引脚（Pin2）均接地，另一端的第三引脚（Pin3）、第四引脚（Pin4）内部连通，所述第一按键（SB1）的第三引脚（Pin3）外部还连接所述第一二极管（D1）的阴极、所述第二二极管（D2）的阴极和所述第一按键（SB1）的第四引脚（Pin4）；所述第一二极管（D1）的阳极用于在所述第一按键（SB1）被按下时输出所述第一按键状态信号至所述反相器电路模块（2）；所述第二二极管（D2）的阳极连接所述第一电阻（R1）的一端和所述第二电阻（R2）的一端，所述第一电阻（R1）的另一端连接非恒供电电源（VCC2），所述第二电阻（R2）的另一端用于在所述第一按键（SB1）被按下时输出所述第一按键工作信号至所述MCU电路模块（5）的第一按键检测端（GPIO1），以及通过所述第一电容（C1）接地。

在本技术方案中，所述第一按键单元（11）主要通过所述第一二极管（D1）采集所述第一按键状态信号，还通过所述第二二极管（D2）、第二电阻（R2）和第一电容（C1）采集所述第一按键工作信号；休眠状态下，当按键被按下后，所述第一按键单元（11）输出所述第一按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出所述第一按键工作信号至所述MCU电路模块（5），使得所述MCU电路模块（5）开始工作，从而实现唤醒系统和特定功能的执行。

所述第二按键单元（12）除设有所述第二按键（SB2）外，还包括第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）以及第二电容（C2）；

所述第二按键（SB2）内部开关的一端的第一引脚（Pin1）、第二引脚（Pin2）均接地，另一端的第三引脚（Pin3）、第四引脚（Pin4）内部连通，所述第二按键（SB2）的第三引脚（Pin3）外部还连接所述第三二极管（D3）的阴极、所述第四二极管（D4）的阴极和所述第二按键（SB2）的第四引脚（Pin4）；所述第三二极管（D3）的阳极用于在所述第二按键（SB2）被按下时输出所述第二按键状态信号至所述反相器电路模块（2）；所述第四二极管（D4）的阳极连接所述第三电阻（R3）的一端和所述第四电阻（R4）的一端，所述第三电阻（R3）的另一端连接所述非恒供电电源（VCC2），所述第四电阻（R4）的另一端用于在所述第二按键（SB2）被按下时输出所述第二按键工作信号至所述MCU电路模块（5）的第二按键检测端（GPIO2），以及通过所述第二电容（C2）接地。

在本技术方案中，所述第二按键单元（12）主要通过所述第三二极管（D3）采集所述第二按键状态信号，还通过所述第四二极管（D4）、第四电阻（R4）和第二电容（C2）采集所述第二按键工作信号；休眠状态下，当按键被按下后，所述第二按键单元（12）输出所述第二按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出所述第二按键工作信号至所述MCU电路模块（5），使得所述MCU电路模块（5）开始工作，从而实现唤醒系统和特定功能的执行。

在进一步的实施方案中，所述反相器电路模块（2）包括第一MOS管（N1）、第五电阻（R5）至第八电阻（R8）以及第三电容（C3）；

所述第一MOS管（N1）的源极（S）接地，漏极（D）连接所述按键状态锁存模块（3）以及通过所述第六电阻（R6）连接恒供电电源（VCC1），栅极（G）连接所述第七电阻（R7）的一端、所述第八电阻（R8）的一端和所述第三电容（C3）的一端；第八电阻（R8）的另一端和所述第三电容（C3）的另一端接地；所述第七电阻（R7）的另一端连接所述按键模块（1）以及通过所述第五电阻（R5）连接所述恒供电电源（VCC1）；

其中，所述第一MOS管（N1）为N沟道增强型MOS管；

在本技术方案中，所述反相器电路模块（2）主要通过所述第一MOS管（N1）对接收到的所述第一按键状态信号、所述第二按键状态信号进行相位反转，并输出唤醒信号至所述按键状态锁存模块（3），电路简单实用，稳定性高。

在进一步的实施方案中，所述按键状态锁存模块（3）包括D触发器芯片（U1）、第九电阻（R9）至第十七电阻（R17）、第四电容（C4）至第八电容（C8）以及第一三极管（Q1）；

所述D触发器芯片（U1）的电源输入端（VCC）连接所述恒供电电源（VCC1）以及所述第六电容（C6）的一端，所述第六电容（C6）的另一端接地；

所述D触发器芯片（U1）的异步复位输入端（）连接所述第一三极管（Q1）的集电极（C）、所述第五电容（C5）的一端和所述第九电阻（R9）的一端，所述第五电容（C5）的另一端接地，所述第九电阻（R9）的另一端连接所述恒供电电源（VCC1）；所述第一三极管（Q1）的发射极（E）接地，基极（B）连接所述第四电容（C4）的一端、所述第十电阻（R10）的一端、所述第十一电阻（R11）的一端，所述第四电容（C4）的另一端和所述第十一电阻（C11）的另一端接地，所述第十电阻（R10）的另一端连接所述MCU电路模块（5）的休眠逻辑控制端（GPIO4）；

所述D触发器芯片（U1）的数据输入端（D）通过所述第十二电阻（R12）连接所述恒供电电源（VCC1）；

所述D触发器芯片（U1）的时钟输入端（CP）通过所述第十三电阻（R13）连接所述第一MOS管（N1）的漏极（D），所述时钟输入端（CP）还连接所述第十五电阻（R15）和所述第七电容（C7）组成的第一RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片（U1）的异步置数输入端（）通过所述第十四电阻（R14）连接所述恒供电电源（VCC1）；

所述D触发器芯片（U1）的同向输出端（Q）连接系统电源控制模块（4）的电源使能端，还连接所述第十六电阻（R16）的一端；所述第十六电阻（R16）的另一端连接所述MCU电路模块（5）的按键唤醒控制端（GPIO3），还连接所述第十七电阻（R17）和所述第八电容（C8）组成的第二RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片（U1）的反向输出端（）空置；

所述D触发器芯片（U1）的接地端（GND）接地。

在本技术方案中，在休眠状态下，当按键被按下后，所述按键状态锁存模块（3）接收所述唤醒信号并通过所述第十三电阻（R13）、所述D触发器芯片（U1）的时钟输入端（CP）以及同向输出端（Q）输出系统电源使能信号至所述系统电源控制模块（4），从而实现锁存功能以及控制所述系统电源控制模块（4）使能，电路简单、实用、稳定性高，无需现有技术中复杂且大体积的锁存唤醒按键，节省了按键空间，美化了产品外观；在正常工作状态下，所述按键状态锁存模块（3）根据所述休眠逻辑控制信号，主要通过所述第一三极管（Q1）以及所述D触发器芯片（U1）控制所述系统电源使能信号，以使得系统电源的电压为零，所述MCU电路模块（5）不工作。

在进一步的实施方案中，所述系统电源控制模块（4）包括第十八电阻（R18）至第二十一电阻（R21）、第九电容（C9）至第十一电容（C11）、第一磁珠（L1）、第二MOS管（P1）以及第二三极管（Q2）；

所述第二MOS管（P1）的源极（S）连接所述恒供电电源（VCC1），漏极（D）连接所述第一磁珠（L1）的一端，栅极（G）通过所述第十九电阻（R19）连接所述第二三极管（Q2）的集电极（C）；所述第二三极管（Q2）的发射极（E）接地，基极（B）连接所述第二十电阻（R20）的一端、所述第二十一电阻（R21）的一端、所述第十一电容（C11）的一端，所述第二十电阻（R20）的另一端连接所述D触发器芯片（U1）的同向输出端（Q），所述第二十一电阻（R21）的另一端和所述第十一电容（C11）的另一端接地；

所述第一磁珠（L1）的另一端连接系统电源以及通过所述第十电容（C10）接地，所述第十八电阻（R18）和所述第九电容（C9）组成的第三RC并联滤波电路的两端分别连接所述第二MOS管（P1）的源极（S）和栅极（G）；

其中，所述第二MOS管（P1）为P沟道增强型MOS管；

所述第二三极管（Q2）为NPN型三极管。

在本技术方案中，所述系统电源控制模块（4）接收所述系统电源使能信号，通过所述第二MOS管（P1）、所述第二三极管（Q2）以及所述第一磁珠（L1）实现了对所述系统电源电压的控制，从而控制所述MCU电路模块（5）工作，减少了功耗。

在进一步的实施方案中，所述MCU电路模块（5）包括MCU芯片（U2）；

所述MCU芯片（U2）至少包括所述第一按键检测端（GPIO1）、所述第二按键检测端（GPIO2）、所述按键唤醒控制端（GPIO3）和所述休眠逻辑控制端（GPIO4）。

在本技术方案中，当所述MCU电路模块（5）正常工作且第一按键（SB1）或第二按键（SB2）被按下后，所述MCU电路模块（5）通过所述按键唤醒控制端（GPIO3）确定系统是被第一按键（SB1）或第二按键（SB2）唤醒的，通过所述第一按键检测端（GPIO1）或所述第二按键检测端（GPIO2）检测第一或第二按键工作信号并确定第一按键（SB1）或第二按键（SB2）是否被按下，从而实现按键的特定功能；当系统接收到休眠指令后，所述MCU电路模块（5）通过所述休眠逻辑控制端（GPIO4）输出休眠逻辑控制信号，从而控制所述按键状态锁存模块（3），使得系统进入休眠状态；本技术方案整个电路简单实用，抗干扰能力强，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种具有系统唤醒功能的按键电路的结构框图；

图2是本发明实施例提供的按键模块的电路图；

图3是本发明实施例提供的反相器电路模块的电路图；

图4是本发明实施例提供的按键状态锁存模块的电路图；

图5是本发明实施例提供的系统电源控制模块的电路图；

图6是本发明实施例提供的MCU电路模块的电路示意图。

图形标注：

按键模块1（第一按键单元11、第二按键单元12）；

反相器电路模块2；按键状态锁存模块3；

系统电源控制模块4；MCU电路模块5；

第一按键SB1；第二按键SB2；第一二极管D1~第四二极管D4；

第一电阻R1~第二十一电阻R21；第一电容C1~第十一电容C11；

第一三极管Q1；第二三极管Q2；第一MOS管N1；第二MOS管P1；

D触发器芯片U1；MCU芯片U2；第一磁珠L1；

恒供电电源VCC1；非恒供电电源VCC2。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

针对传统的唤醒按键和特定功能按键各自独立，导致按键数量多、不方便物料管理，而且唤醒按键需自带锁存功能，导致其体积较大、成本较高的问题，本发明实施例提供了一种具有系统唤醒功能的按键电路，本发明实施例可应用于所有带按键功能的电子产品，比如：汽车组合仪表、汽车导航仪、按键式手机、电视机等电子产品；为了方便说明，本发明实施例主要以包含两个按键进行示例说明，如图1所示的结构示意图，包括依次连接的按键模块1、反相器电路模块2、按键状态锁存模块3以及系统电源控制模块4，还包括连接所述按键模块1和所述按键状态锁存模块3的MCU电路模块5；

所述按键模块1至少包括均连接所述MCU电路模块5和所述反相器电路模块2的第一按键单元11和第二按键单元12，所述第一按键单元11、第二按键单元12分别设有第一按键SB1和第二按键SB2；

所述第一按键单元11用于采集所述第一按键SB1的工作状态，并在所述第一按键SB1被按下时输出第一按键状态信号Button_on1至所述反相器电路模块2，输出第一按键工作信号2up_button1至所述MCU电路模块5；

所述第二按键单元12用于采集所述第二按键SB2的工作状态，并在所述第二按键SB2被按下时输出第二按键状态信号Button_on2至所述反相器电路模块2，输出第二按键工作信号2up_button2至所述MCU电路模块5；

在本发明实施例中，所述按键模块1在系统处于休眠状态时采集按键的工作状态，并在按键被按下时输出按键状态信号Button_onN至所述反相器电路模块2，输出按键工作信号2up_buttonN至所述MCU电路模块5；

在本实施例中，所述第一按键SB1和所述第二按键SB2为机械按键。

所述第一按键单元11除设有所述第一按键SB1外，还设有第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1；

所述第一按键SB1内部开关的一端的第一引脚Pin1、第二引脚Pin2均接地，另一端的第三引脚Pin3、第四引脚Pin4内部连通，所述第一按键SB1的第三引脚Pin3外部还连接所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阴极和所述第一按键SB1的第四引脚Pin4；所述第一二极管D1的阳极用于在所述第一按键SB1被按下时输出所述第一按键状态信号Button_on1至所述反相器电路模块2；所述第二二极管D2的阳极连接所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端，所述第一电阻R1的另一端连接非恒供电电源VCC2，所述第二电阻R2的另一端用于在所述第一按键SB1被按下时输出所述第一按键工作信号2up_button1至所述MCU电路模块5的第一按键检测端GPIO1，以及通过所述第一电容C1接地。

在本实施例中，所述非恒供电电源VCC2在系统休眠状态下的电压为0V，系统被唤醒后电压恢复正常。

所述第二按键单元12除设有第二按键SB2外，还包括第三二极管D3、第四二极管D4、第三电阻R3、第四电阻R4以及第二电容C2；

所述第二按键SB2内部开关的一端的第一引脚Pin1、第二引脚Pin2均接地，另一端的第三引脚Pin3、第四引脚Pin4内部连通，所述第二按键SB2的第三引脚Pin3外部还连接所述第三二极管D3的阴极、所述第四二极管D4的阴极和所述第二按键SB2的第四引脚Pin4；所述第三二极管D3的阳极用于在所述第二按键SB2被按下时输出所述第二按键状态信号Button_on2至所述反相器电路模块2；所述第四二极管D4的阳极连接所述第三电阻R3的一端和所述第四电阻R4的一端，所述第三电阻R3的另一端连接所述非恒供电电源VCC2，所述第四电阻的另一端用于在所述第二按键SB2被按下时输出所述第二按键工作信号2up_button2至所述MCU电路模块5的第二按键检测端GPIO2，以及通过所述第二电容C2接地。

所述反相器电路模块2包括第一MOS管N1、第五电阻R5至第八电阻R8以及第三电容C3；

所述第一MOS管N1的源极S接地GND，漏极D连接所述按键状态锁存模块3以及通过所述第六电阻R6连接恒供电电源VCC1，栅极G连接所述第七电阻R7的一端、所述第八电阻R8的一端和所述第三电容C3的一端；第八电阻R8的另一端和所述第三电容C3的另一端接地；所述第七电阻R7的另一端连接所述按键模块1以及通过所述第五电阻R5连接所述恒供电电源VCC1；

其中，所述恒供电电源VCC1在系统休眠状态下和系统被唤醒后电压均正常；所述第一MOS管N1为N沟道增强型MOS管。

在本实施例中，所述反相器电路模块2将接收到的所述按键状态信号Button_onN进行电平反相，并输出唤醒信号Button_wakeup至所述按键状态锁存模块3；

所述按键状态锁存模块3包括D触发器芯片U1、第九电阻R9至第十七电阻R17、第四电容C4至第八电容C8以及第一三极管Q1；

所述D触发器芯片U1的电源输入端VCC连接所述恒供电电源VCC1以及所述第六电容C6的一端，所述第六电容C6的另一端接地；

所述D触发器芯片U1的异步复位输入端连接所述第一三极管Q1的集电极C、所述第五电容C5的一端和所述第九电阻R9的一端，所述第五电容C5的另一端接地GND，所述第九电阻R9的另一端连接所述恒供电电源VCC1；所述第一三极管Q1的发射极E接地GND，基极B连接所述第四电容C4的一端、所述第十电阻R10的一端、所述第十一电阻R11的一端，所述第四电容C4的另一端和所述第十一电阻R11的另一端接地，所述第十电阻R10的另一端连接所述MCU电路模块5的休眠逻辑控制端GPIO4；

所述D触发器芯片U1的数据输入端D通过所述第十二电阻R12的连接所述恒供电电源VCC1；

所述D触发器芯片U1的时钟输入端CP通过所述第十三电阻R13连接所述第一MOS管N1的漏极D，所述时钟输入端CP还连接所述第十五电阻R15和所述第七电容C7组成的第一RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片U1的异步置数输入端通过所述第十四电阻R14连接所述恒供电电源VCC1；

所述D触发器芯片U1的同向输出端Q连接系统电源控制模块4的电源使能端，还连接所述第十六电阻R16的一端；所述第十六电阻R16的另一端连接所述MCU电路模块5的按键唤醒控制端GPIO3，还连接所述第十七电阻R17和所述第八电容C8组成的第二RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片U1的反向输出端空置；

所述D触发器芯片U1的接地端GND接地。

在本发明实施例中，所述按键状态锁存模块3根据所述休眠逻辑控制信号up2_button_wake_clear控制所述系统电源控制模块4，使得系统电源的电压为零，所述MCU电路模块5不工作，系统进入休眠状态；

所述按键状态锁存模块3还根据所述唤醒信号Button_wakeup进行锁存，并输出系统电源使能信号System_Power_EN至所述系统电源控制模块4，从而控制系统电源电压，使所述MCU电路模块5开始工作，系统被唤醒。本发明实施例通过按键状态锁存模块3实现了按键锁存功能，减小了体积，也降低了成本。

所述D触发器芯片U1的功能表如表1所示：

表1

其中，在表1中：

L：低电平；

H：高电平；

X：暂不考虑；

：上升沿。

在本发明实施例中，所述D触发器芯片U1的所述异步复位输入端为低电平有效，所述异步置数输入端为低电平有效。

所述系统电源控制模块4包括第十八电阻R18至第二十一电阻R21、第九电容C9至第十一电容C11、第一磁珠L1、第二MOS管P1以及第二三极管Q2；

所述第二MOS管P1的源极S连接所述恒供电电源VCC1，漏极D连接所述第一磁珠L1的一端，栅极G通过所述第十九电阻R19连接所述第二三极管Q2的集电极C；所述第二三极管Q2的发射极E接地，基极B连接所述第二十电阻R20的一端、所述第二十一电阻R21的一端、所述第十一电容C11的一端，所述第二十电阻R20的另一端连接所述D触发器芯片U1的同向输出端Q，所述第二十一电阻R21的另一端和所述第十一电容C11的另一端接地；

所述第一磁珠L1的另一端连接系统电源VCC_System_Power以及通过所述第十电容C10接地，所述第十八电阻R18和所述第九电容C9组成的第三RC并联滤波电路的两端分别连接所述第二MOS管的源极S和栅极G。

在本实施例中，所述系统电源控制模块4根据所述系统电源使能信号System_Power_EN控制系统电源VCC_System_Power使能，以使得所述MCU电路模块5工作；

在本实施例中，所述第二MOS管P1为P沟道增强型MOS管；所述第二三极管Q2为NPN型三极管。

所述MCU电路模块5包括MCU芯片U2；

所述MCU芯片U2至少包括所述第一按键检测端GPIO1、所述第二按键检测端GPIO2、所述按键唤醒控制端GPIO3和所述休眠逻辑控制端GPIO4。

当系统由工作状态转为休眠状态时，所述MCU电路模块5的所述休眠逻辑控制端GPIO4输出休眠逻辑控制信号up2_button_wake_clear至所述按键状态锁存模块3，进而通过所述系统电源控制模块4控制系统电源为零，使得所述MCU电路模块5停止正常工作，系统进入休眠状态；

在系统正常工作状态下，当其中一个按键被按下时，所述MCU电路模块5的所述按键唤醒控制端GPIO3根据接收到的所述按键唤醒信号2up_button_wakeup确定被按下唤醒系统的按键；所述MCU电路模块5还根据接收到的所述按键工作信号2up_buttonN确定按键是否被按下，从而执行特定功能。

本发明实施例将电路分为不同的工作状态，各个状态的具体工作原理如下所示：

1）正常工作状态转休眠状态的工作原理如下：

当所述MCU芯片U2接收到系统即将进入休眠状态的命令后，所述MCU电路模块5通过其所述休眠逻辑控制端GPIO4输出所述休眠逻辑控制信号up2_button_wake_clear，此时，所述休眠逻辑控制信号up2_button_wake_clear为高电平；所述休眠逻辑控制信号up2_button_wake_clear经过所述按键状态锁存模块3中的所述第十电阻R10、所述第十一电阻R11的分压和所述第四电容C4的滤波后传输到所述第一三极管Q1的基极B，使得所述第一三极管Q1导通，从而，使得所述D触发器芯片U1的所述异步复位输入端输入的电平信号为低电平，由于系统正常工作状态下，所述D触发器芯片U1的所述异步置数输入端输入的电平信号为高电平，根据表1可知，所述D触发器芯片U1的所述同向输出端Q输出的所述系统电源使能信号System_Power_EN为低电平，并经过所述系统电源控制模块4中的所述第二十电阻R20、所述第二十一电阻R21分压和所述第十一电容C11滤波后传输至所述第二三极管Q2的基极B，使得所述第二三极管Q2不导通，此时，所述第二MOS管P1的栅极G为高电平，所述第二MOS管P1不导通，所述系统电源VCC_System_Power的电压为0V，所述MCU电路模块5不工作，系统进入休眠状态。

2）休眠状态的工作原理如下：

当系统处于休眠状态时，所述系统电源VCC_System_Power的电压为0V，所述非恒供电电源VCC2的电压为0V，所述恒供电电源VCC1的电压正常，所述D触发器芯片U1的所述同向输出端Q输出的所述系统电源使能信号System_Power_EN为低电平；

当所述第一按键SB1没有被按下时，所述第一按键SB1相当于开路，因此，所述第一二极管D1无电流流过，此时，所述恒供电电源VCC1经所述反相器电路模块2中的所述第五电阻R5、所述第七电阻R7、所述第八电阻R8分压和所述第三电容C3滤波后传输到所述第一MOS管N1的栅极G，使得所述第一MOS管N1饱和导通，所述反相器电路模块2输出的所述唤醒信号Button_wakeup为低电平；然后，所述唤醒信号Button_wakeup经过所述按键状态锁存模块3中的所述第十三电阻R13、所述第十五电阻R15的分压和所述第七电容C7的滤波后传输到所述D触发器芯片U1的所述时钟输入端CP，根据表1可知，所述时钟输入端CP只对上升沿信号有效，因此所述D触发器芯片U1的所述同向输出端Q仍然输出低电平的所述系统电源使能信号System_Power_EN；

所述系统电源使能信号System_Power_EN经所述系统电源控制模块4中的所述第二十电阻R20、所述第二十一电阻R21分压和所述第十一电容C11滤波后传输到所述第二三极管Q2的基极B，使得所述第二三极管Q2不导通，所述第二MOS管P1的栅极G为高电平，所述第二MOS管P1不导通，所述系统电源VCC_System_Power的电压为0V，所述MCU电路模块5不工作，系统处于休眠状态。

3）休眠状态下，按键实现唤醒系统功能的工作原理如下：

为了方便说明，此工作原理主要以所述第一按键唤醒系统进行说明，所述第n按键SBn（n=1,2…）唤醒系统的工作原理和所述第一按键相同；

休眠状态下，当所述第一按键SB1被按下时，所述第一按键SB1被短路到地，所述第一二极管D1有电流流过，所述第一按键单元11输出的所述第一按键状态信号Button_on1的电压为0.7V，即低电平，并经所述第七电阻R7、所述第八电阻R8分压和所述第三电容C3滤波后传输到所述反相器电路模块2中的所述第一MOS管N1的栅极G，使得所述第一MOS管N1不导通，使得所述反相器电路模块2输出的所述唤醒信号Button_wakeup由低电平变为高电平，即产生一个上升沿信号，该上升沿信号经所述按键状态锁存模块3中的所述第十三电阻R13、所述第十五电阻R15分压和所述第七电容C7滤波后传输到所述D触发器芯片U1的所述时钟输入端CP，在休眠状态下，所述D触发器芯片U1的所述数据输入端D、异步复位输入端和异步置数输入端均为高电平，根据表1可知，所述D触发器芯片U1的所述同向输出端Q输出的所述系统电源使能信号System_Power_EN为高电平，并经所述系统电源控制模块4中的所述第二十电阻R20、所述第二十一电阻R21分压和所述第十一电容C11滤波后传输到所述第二三极管Q2的基极B，使得所述第二三极管Q2不导通，所述第二MOS管P1的栅极G为低电平，所述第二MOS管P1导通，所述系统电源VCC_System_Power的电压等于VCC1电源电压，所述MCU电路模块5开始工作，系统被唤醒；

同时，所述按键状态锁存模块3将高电平的所述系统电源使能信号System_Power_EN经其所述第十六电阻R16、所述第十七电阻R17分压和所述第八电容C8滤波后，输出所述按键唤醒信号2up_button_wakeup至所述MCU电路模块5的所述MCU芯片U2，此时，所述按键唤醒信号2up_button_wakeup是高电平，所述MCU芯片U2通过其所述按键唤醒控制端GPIO3检测到所述按键唤醒信号2up_button_wakeup为高电平后，即可确定系统是被所述第一按键SB1唤醒的，从而执行相关的功能操作。

4）正常工作状态下，按键实现特定功能的工作原理如下：

当系统处于正常工作状态时，所述系统电源VCC_System_Power、所述恒供电电源VCC1和所述非恒供电电源VCC2的电压均正常，所述D触发器芯片U1的所述同向输出端Q输出高电平；

当所述第一按键SB1没有被按下时，所述第一按键SB1相当于开路，因此，所述第二二极管D2无电流流过；此时，所述非恒供电电源VCC2的电压信号经过所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的限流和所述第一电容C1的滤波后，输出高电平的所述第一按键工作信号2up_button1至所述MCU芯片U2的所述第一按键检测端GPIO1；所述MCU芯片U2的所述第一按键检测端GPIO1检测到输入电平为高电平后，则可确定所述第一按键SB1没有被按下；

当所述第一按键SB1被按下时，所述第一按键SB1被短路到地，因此，所述第二二极管D2有电流流过，此时，所述第二二极管D2的阳极电压为0.7V即低电平，此低电平信号经所述第二电阻R2限流和所述第一电容C1滤波后输出所述第一按键工作信号2up_button1至所述MCU芯片U2的所述第一按键检测端GPIO1，此时，所述第一按键工作信号2up_button1为低电平；所述MCU芯片U2的所述第一按键检测端GPIO1检测到输入电平为低电平后，则可确定所述第一按键SB1被按下，从而执行此按键特定功能。所述第n按键SBn（n=1,2…）实现其它特定功能的工作原理和所述第一按键SB1相同，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种具有系统唤醒功能的按键电路，通过依次连接的按键模块1、反相器电路模块2、按键状态锁存模块3、系统电源控制模块4，以及连接所述按键模块1和所述按键状态锁存模块3的MCU电路模块5，解决了传统的唤醒按键和特定功能按键各自独立，导致按键数量多、不方便物料管理，而且唤醒按键需自带锁存功能，导致其体积较大、成本较高的问题，实现了单个按键兼有系统唤醒功能和特定功能的效果，减少了按键数量，缩小了占用空间，美化了外观；同时，本发明实施例通过普通按键实现系统唤醒功能，无需另外增加唤醒按键，节省了现有技术中唤醒按键产生的功耗，减少了按键种类和物料成本，也便于物料管理，且电路简单，稳定性高，抗干扰能力强。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：包括依次连接的按键模块（1）、反相器电路模块（2）、按键状态锁存模块（3）以及系统电源控制模块（4），还包括连接所述按键模块（1）和所述按键状态锁存模块（3）的MCU电路模块（5）；

所述MCU电路模块（5）用于在系统由工作状态转为休眠状态时，输出休眠逻辑控制信号至所述按键状态锁存模块（3）；

所述按键状态锁存模块（3）用于根据所述休眠逻辑控制信号控制所述系统电源控制模块（4）的输出电压为零，以使得所述MCU电路模块（5）不工作；

所述按键模块（1）用于在系统处于休眠状态时采集按键的工作状态，并在按键被按下时输出按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出按键工作信号至所述MCU电路模块（5）；

所述反相器电路模块（2）用于将接收到的所述按键状态信号进行相位反转，并输出唤醒信号至所述按键状态锁存模块（3）；

所述按键状态锁存模块（3）还用于根据所述唤醒信号进行锁存，并输出系统电源使能信号至所述系统电源控制模块（4）；

所述系统电源控制模块（4）用于根据所述系统电源使能信号输出系统电源，以使得所述MCU电路模块（5）工作；

所述MCU电路模块（5）还用于在工作状态下根据所述按键工作信号执行特定功能。

2.如权利要求1所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述按键模块（1）至少包括均连接所述MCU电路模块（5）和所述反相器电路模块（2）的第一按键单元（11）和第二按键单元（12），所述第一按键单元（11）、第二按键单元（12）分别设有第一按键（SB1）和第二按键（SB2）；

所述第一按键单元（11）用于采集所述第一按键（SB1）的工作状态，并在所述第一按键（SB1）被按下时输出第一按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出第一按键工作信号至所述MCU电路模块（5）；

所述第二按键单元（12）用于采集所述第二按键（SB2）的工作状态，并在所述第二按键（SB2）被按下时输出第二按键状态信号至所述反相器电路模块（2），输出第二按键工作信号至所述MCU电路模块（5）。

3.如权利要求2所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述第一按键单元（11）除设有所述第一按键（SB1）外，还设有第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）以及第一电容（C1）；

所述第一按键（SB1）内部开关的一端的第一引脚（Pin1）、第二引脚（Pin2）均接地，另一端的第三引脚（Pin3）、第四引脚（Pin4）内部连通，所述第一按键（SB1）的第三引脚（Pin3）外部还连接所述第一二极管（D1）的阴极、所述第二二极管（D2）的阴极和所述第一按键（SB1）的第四引脚（Pin4）；所述第一二极管（D1）的阳极用于在所述第一按键（SB1）被按下时输出所述第一按键状态信号至所述反相器电路模块（2）；所述第二二极管（D2）的阳极连接所述第一电阻（R1）的一端和所述第二电阻（R2）的一端，所述第一电阻（R1）的另一端连接非恒供电电源（VCC2），所述第二电阻（R2）的另一端用于在所述第一按键（SB1）被按下时输出所述第一按键工作信号至所述MCU电路模块（5）的第一按键检测端（GPIO1），以及通过所述第一电容（C1）接地。

4.如权利要求3所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述第二按键单元（12）除设有所述第二按键（SB2）外，还包括第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）以及第二电容（C2）；

所述第二按键（SB2）内部开关的一端的第一引脚（Pin1）、第二引脚（Pin2）均接地，另一端的第三引脚（Pin3）、第四引脚（Pin4）内部连通，所述第二按键（SB2）的第三引脚（Pin3）外部还连接所述第三二极管（D3）的阴极、所述第四二极管（D4）的阴极和所述第二按键（SB2）的第四引脚（Pin4）；所述第三二极管（D3）的阳极用于在所述第二按键（SB2）被按下时输出所述第二按键状态信号至所述反相器电路模块（2）；所述第四二极管（D4）的阳极连接所述第三电阻（R3）的一端和所述第四电阻（R4）的一端，所述第三电阻（R3）的另一端连接所述非恒供电电源（VCC2），所述第四电阻（R4）的另一端用于在所述第二按键（SB2）被按下时输出所述第二按键工作信号至所述MCU电路模块（5）的第二按键检测端（GPIO2），以及通过所述第二电容（C2）接地。

5.如权利要求4所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述反相器电路模块（2）包括第一MOS管（N1）、第五电阻（R5）至第八电阻（R8）以及第三电容（C3）；

所述第一MOS管（N1）的源极（S）接地，漏极（D）连接所述按键状态锁存模块（3）以及通过所述第六电阻（R6）连接恒供电电源（VCC1），栅极（G）连接所述第七电阻（R7）的一端、所述第八电阻（R8）的一端和所述第三电容（C3）的一端；第八电阻（R8）的另一端和所述第三电容（C3）的另一端接地；所述第七电阻（R7）的另一端连接所述按键模块（1）以及通过所述第五电阻（R5）连接所述恒供电电源（VCC1）。

6.如权利要求5所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述按键状态锁存模块（3）包括D触发器芯片（U1）、第九电阻（R9）至第十七电阻（R17）、第四电容（C4）至第八电容（C8）以及第一三极管（Q1）；

所述D触发器芯片（U1）的电源输入端（VCC）连接所述恒供电电源（VCC1）以及所述第六电容（C6）的一端，所述第六电容（C6）的另一端接地；

所述D触发器芯片（U1）的异步复位输入端（）连接所述第一三极管（Q1）的集电极（C）、所述第五电容（C5）的一端和所述第九电阻（R9）的一端，所述第五电容（C5）的另一端接地，所述第九电阻（R9）的另一端连接所述恒供电电源（VCC1）；所述第一三极管（Q1）的发射极（E）接地，基极（B）连接所述第四电容（C4）的一端、所述第十电阻（R10）的一端、所述第十一电阻（R11）的一端，所述第四电容（C4）的另一端和所述第十一电阻（C11）的另一端接地，所述第十电阻（R10）的另一端连接所述MCU电路模块（5）的休眠逻辑控制端（GPIO4）；

所述D触发器芯片（U1）的数据输入端（D）通过所述第十二电阻（R12）连接所述恒供电电源（VCC1）；

所述D触发器芯片（U1）的时钟输入端（CP）通过所述第十三电阻（R13）连接所述第一MOS管（N1）的漏极（D），所述时钟输入端（CP）还连接所述第十五电阻（R15）和所述第七电容（C7）组成的第一RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片（U1）的异步置数输入端（）通过所述第十四电阻（R14）连接所述恒供电电源（VCC1）；

所述D触发器芯片（U1）的同向输出端（Q）连接系统电源控制模块（4）的电源使能端，还连接所述第十六电阻（R16）的一端；所述第十六电阻（R16）的另一端连接所述MCU电路模块（5）的按键唤醒控制端（GPIO3），还连接所述第十七电阻（R17）和所述第八电容（C8）组成的第二RC并联滤波电路后接地；

所述D触发器芯片（U1）的反向输出端（）空置；

所述D触发器芯片（U1）的接地端（GND）接地。

7.如权利要求6所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述系统电源控制模块（4）包括第十八电阻（R18）至第二十一电阻（R21）、第九电容（C9）至第十一电容（C11）、第一磁珠（L1）、第二MOS管（P1）以及第二三极管（Q2）；

所述第二MOS管（P1）的源极（S）连接所述恒供电电源（VCC1），漏极（D）连接所述第一磁珠（L1）的一端，栅极（G）通过所述第十九电阻（R19）连接所述第二三极管（Q2）的集电极（C）；所述第二三极管（Q2）的发射极（E）接地，基极（B）连接所述第二十电阻（R20）的一端、所述第二十一电阻（R21）的一端、所述第十一电容（C11）的一端，所述第二十电阻（R20）的另一端连接所述D触发器芯片（U1）的同向输出端（Q），所述第二十一电阻（R21）的另一端和所述第十一电容（C11）的另一端接地；

所述第一磁珠（L1）的另一端连接系统电源以及通过所述第十电容（C10）接地，所述第十八电阻（R18）和所述第九电容（C9）组成的第三RC并联滤波电路的两端分别连接所述第二MOS管（P1）的源极（S）和栅极（G）。

8.如权利要求6所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述MCU电路模块（5）包括MCU芯片（U2）；

所述MCU芯片（U2）至少包括所述第一按键检测端（GPIO1）、所述第二按键检测端（GPIO2）、所述按键唤醒控制端（GPIO3）和所述休眠逻辑控制端（GPIO4）。

9.如权利要求2所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述第一按键（SB1）和所述第二按键（SB2）为机械按键。

10.如权利要求7所述的一种具有系统唤醒功能的按键电路，其特征在于：所述第一MOS管（N1）为N沟道增强型MOS管；

所述第二MOS管（P1）为P沟道增强型MOS管；

所述第二三极管（Q2）为NPN型三极管。