主动开/关机电路规划计划
摘要：本文介绍了一种结构简略、运用方便牢靠的开/关机电路。电路运用一个D触发器，合作软件上的处理完成单键开/关机、关机前重要数据主动保存及主动关机功用。
要害词： 主动关机电路；微处理器；CD4013
导言节电是各种电池供电设备所需考虑的首要要素。为避免用户忘掉关机，一些设备采用了主动关机电路。此外，许多设备中运用一个开/关按键操控敞开或关断电源，即便微处理器(MPU)正在处理要害程序，按键按下时，体系也会关断，形成重要数据的丢掉。本文仅运用一个D触发器规划了一种结构简略，运用方便牢靠的开/关机电路。
电路规划
实践规划的主动开/关机电路如图1所示。其间U1A为双D触发器CD4013，外接电池电源由Vin输入。Q输出通过阻值为472W的R5、103W的R4和NPN型三极管Q2反向驱动后，与开关电源芯片的开关引脚相连。以MAX1626为例，当SHDN为高时封闭电源，SHDN为低时翻开体系电源。
复位式按键S1为体系电源开/要害。C1和R2组成RC网络，使得在S1按下后，确保R有12×104×10-3=120ms的推迟时刻处于高电平。CD4013的D、CLK端接输入电源地，确保其处于低电平。置位引脚R一端通过103W的电阻接电源地，另一端通过三极管Q3与MPU的I/O口相连。S1的右端与阻值为103W的R1相连，操控Q1注册。Q1的集电极与地之间接通稳压管，稳压管的输出与MPU的I/O口相连。
图1 主动开/关机电路原理图
规划原理
开/关机电路的中心器材是一个D型触发器，型号为CD4013。其真值表如表1所示。调查其真值表可已看出，不管CLK为何种状况，S为0时，输出Q为0；R为0时，输出Q为1；而当R、S均为1时，输出Q为1；当R和S均为0时，只需CLK不发生上升沿脉冲，输出Q会坚持前一输出状况。本电路正是运用R、S均为零时的状况坚持特性来完成开/关机功用的。
因为本电路处于开/关电源前端，在电池接入状况下，不管体系电源是否翻开，都处于作业状况。CD4013的输入电压规模为3~15V，因而本电路可以确保在宽电压输入规模内安稳作业。
体系开机原理
当按下开机按钮S1时，S与高电平接通，S=1。查阅真值表可得，当R=1，S=1时，输出Q应安稳输出1，通过三极管反向后，电源操控引脚SHDN为低电平，翻开体系电源。一般MPU进行初始化时会将I/O引脚置为高电平，因为RC网络的推迟效果，S1按下后可以确保S端约有120ms处于高电平(确保开机安稳条件：RC网络的推迟时刻＞体系上电复位并将POWER_CTL状况安稳为1的时刻)。通过三极管Q3反向，此刻S=1，R=0，Q端输出1，体系电源处于翻开状况。
MPU推迟后读取STATE引脚的状况。假如此刻STATE为低电平，则承认Q1导通，S1曾按下，承认用户开机程序正常运转。假如此刻STATE为高电平，则标明Q1截止，开机信号为误动作，程序履行关机程序。
当RC网络的推迟时刻往后，S端由1转为0，此刻S=0，R=0，查阅真值表得出此刻输出Q应该坚持前一输出状况，即坚持体系注册电源状况。
体系关机原理
作为节电产品，假如在规则时刻内体系没有作业，体系会主动转入关机程序，在保存重要数据后，主动封闭体系。
当用户手动关机，按下S1时，Q1翻开，STATE的状况由高电平转变为低电平，MPU检测到STATE的状况改变后，通过延时再次检测STATE状况，如仍为低电平，则承以为关机指令，程序将保存重要数据，封闭一切中止，然后将I/O引脚POWER_CTL置为低电平，程序进入循环等候关机状况。此刻，I/O口状况通过Q3反相后使触发器R=1，S=0，查阅真值表可得Q端应该安稳输出0，通过三极管Q2反向驱动后，电源操控引脚SHDN为高电平，封闭体系电源。
电源芯片封闭后，跟着电容放电，MPU的供电电压不断下降，引脚POWER_CTL变为不定状况，但查阅真值表，不管此刻R端电位高或低，输出Q都为低电平，安稳的使体系处于关机状况。
跟着电容持续放电，I/O引脚POWER_CTL安稳为低电平，此刻触发器引脚R=1，S=0，安稳坚持输出Q为低电平，确保体系电源的安稳关断。
规划的改善
实践运用中发现，当替换供电电源时，触发器初始上电，D、CLK和R端下拉至地，坚持安稳状况为0。而因为%&&&&&%C1的充电效果，有或许使S=1，查阅真值表，当S=1，R=1时，输出Q为高电平，致使Q2导通，SHDN为高电平，翻开体系。
为了处理替换电源时体系有或许主动开机问题，在体系上电程序开端履行并推迟500ms后从头读取STATE状况。初始阶段，Q1导通，STATE状况为低电平。而跟着RC网络的推迟时刻往后，S端电位由高电平变为低电平，Q1由导通变为截止，STATE状况由低电平从头转换为高电平。MPU延时后读取的STATE假如为高电平，则以为是误开机，程序履行关机程序，从头封闭体系电源。假如STATE仍为低电平，则承认是开机指令，程序正常履行。因而要求用户在开机时，按下S1并坚持500ms以上。
MPU开机初始化程序流程如图2所示。
图2 MPU开机初始化程序流程图
结语
本电路相对其它电路结构简略，运用器材较少。合作软件处理，可以完成主动开/关机功用，对一般使用来说是较好的挑选。
