节电控制电路和电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种节电控制电路和电子设备，节电控制电路包括：LDO、上电冲击电容、常开开关、保持电路、MCU、第一分压电路和第二分压电路，MCU用于在正常模式时，检测常开开关是否被按下，如果常开开关被按下，则向第一控制引脚输出低电平进入节电模式；其中，正常模式为MCU向第一控制引脚输出高电平的模式。通过本发明可以保证带有LDO的MCU系统在低功耗模式时最大限度减少耗电，使得MCU在空闲或者不需要工作时的耗电为零。本发明利用LDO的开关引脚的使能控制功能，可以自动切断MCU的供电，并在合适的激励下重新启动供电。
【专利说明】节电控制电路和电子设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子【技术领域】，尤其涉及一种节电控制电路和电子设备。
【背景技术】
[0002]目前MCU(Micro Control Unit，微控制单元)芯片设计过程中都有低功耗模式的设置，以便让芯片在空闲的时候更省电。但是目前任何一种低功耗模式，都只是关闭了部分不用的控制单元，芯片仍然有耗电。
[0003]并且在MCU系统中设计LDO (Low Drop-Out Regulator,低压差线性稳压器)以便为MCU芯片的工作提供稳定合适的电压，但是，传统的使用方式中，LDO的输出端(Vout)仅能提供稳定的输出电压，不能自行断掉自己的输出电压，更不能在合适的激励下重新启动输出。
[0004]因此，如何保证带有LDO的MCU系统在低功耗模式时最大限度减少耗电，是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决上述问题之一。
[0006]本发明的主要目的在于提供一种节电控制电路；
[0007]本发明的又一目的在于提供一种电子设备。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0009]本发明一方面提供了一种节电控制电路，包括:LD0，所述LDO包括:电源输入引脚、开关引脚以及电源输出引脚，所述电源输入引脚连接电源；上电冲击电容，所述上电冲击电容的第一端连接所述电源输入引脚，第二端连接所述开关引脚；常开开关，所述常开开关的第一端连接所述电源；保持电路，所述保持电路的第一端连接所述常开开关的第二端，所述保持电路的第二端连接所述开关引脚；MCU，所述MCU包括:MCU电源引脚、第一控制引脚、第二控制引脚；所述MCU电源引脚连接所述电源输出引脚；第一分压电路，所述第一分压电路的第一端连接所述第一控制引脚，所述第一分压电路的第二端连接所述保持电路的第一端；第二分压电路，所述第二电流电路的第一端连接所述第二控制引脚，所述第二分压电路的第二端连接所述第一分压电路的第一端；所述MCU，用于在正常模式时，检测所述常开开关是否被按下，如果所述常开开关被按下，则向所述第一控制引脚输出低电平进入节电模式；其中，所述正常模式为所述MCU向所述第一控制引脚输出高电平的模式。
[0010]此外，所述LD0，用于在所述电源上电时，开始工作；所述MCU，还用于在所述LDO开始工作后，向所述第一控制引脚输出高电平进入所述正常模式。
[0011]此外，所述LD0，用于在节电模式时，所述常开开关被按下后，开始工作；所述MCU，还用于在所述LDO开始工作后，向所述第一控制引脚输出高电平进入所述正常模式。
[0012]此外，所述MCU检测所述常开开关是否被按下包括:所述MCU每隔预设时间间隔，停止向所述第一控制引脚输出高电平，且向所述第二控制引脚输出低电平，检测所述第一控制引脚处的电平高低，如果检测所述第一控制引脚处的电平为高电平，则检测出所述常开开关被按下；如果检测所述第一控制引脚处的电平为低电平，则检测出所述常开开关未被按下。
[0013]此外，所述第二控制弓I脚通过防抖动电路接地。
[0014]此外，所述电源输入引脚通过保护电路接地。
[0015]此外，所述常开开关的第一端连接所述电源包括:所述常开开关的第一端通过限流电路连接所述电源。
[0016]此外，所述电源输入引脚通过第一电容接地，所述电源输出引脚通过第二电容接地。
[0017]本发明另一方面提供一种电子设备，包括上述的节电控制电路。
[0018]由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过本发明可以保证带有LDO的MCU系统在低功耗模式时最大限度减少耗电，使得MCU在空闲或者不需要工作时的耗电为零。本发明利用LDO的开关引脚的使能控制功能，可以通过常开开关控制自动切断MCU的供电，并在常开开关控制下重新启动供电。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0020]图1为本发明提供的节电控制电路的原理示意图；
[0021]图2为本发明提供的节电控制电路的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0023]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
[0024]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0026]图1出示了本发明节电控制电路的原理示意图，参见图1，本发明的节电控制电路，包括:LD0、上电冲击电容、常开开关、保持电路、第一分压电路、第二分压电路、MCU ;其中:
[0027]LDO包括:电源输入引脚、开关引脚以及电源输出引脚，电源输入引脚连接电源；具体的，电源可以为电池提供的电源，可以位于电子设备的外部，也可以位于电子设备的内部；该电源也可以为USB接口或者其他接口的供电引脚提供的电源。通过电源可以为整个电路供电。此外，该电源的供电电压可以为1.8V至5.5V，可以根据不同电子设备的不同需求选择合适的供电电压；通过LDO后的电源输出引脚输出的电压也可以根据不同电子设备的不同需求输出合适的电压。该LDO用于在电源上电时，开始工作，并MCU提供电源；另外，该LDO还用于在节电模式时，常开开关被按下后，开始工作，并为MCU提供电源。
[0028]上电冲击电容的第一端连接电源输入引脚，第二端连接开关引脚；具体的，当电源输入引脚接通电源瞬间获得电源供电电压，该上电冲击电容向LDO的开关引脚输出一个短暂的高电平，使得LDO开始工作，电源输出引脚输出电压。
[0029]常开开关的第一端连接电源；具体的，常开开关为正常情况下为断开状态，在使用时被按下闭合，松开后自行断开的开关，例如:锅仔开关等。当然，常开开关的第一端还可以通过限流电路连接电源，以保证电路的安全性和稳定性，该限流电路可以为电阻等。
[0030]保持电路的第一端连接常开开关的第二端，保持电路的第二端连接开关引脚；具体的，保持电路用于在MCU每隔预设时间间隔，停止向第一控制引脚输出高电平，且向第二控制引脚输出低电平时，保持开关引脚处的电平为高电平，以保证LDO正常工作。该保持电路可以为电阻，阻值较大，可以为M欧姆级别的电阻，也可以为几百K欧姆级别的电阻，以保证可以保持开关引脚出的电平。
[0031]MCU包括:MCU电源引脚、第一控制引脚、第二控制引脚；MCU电源引脚连接电源输出引脚；具体的，MCU的电源引脚连接LDO的电源输出引脚，以通过LDO进行供电。第一控制引脚和第二控制引脚均可以为MCU的I/O引脚，在正常模式时，MCU向第一控制引脚输出高电平，以便使得LDO正常工作，在需要进入节电模式时，MCU向第一控制引脚输出低电平，以关闭LD0，停止对MCU进行供电；MCU向第二控制引脚输出检测电平，同时停止向第一控制引脚输出高电平，以便通过检测第一控制引脚处的电平高低来检测常开开关是否被按下。
[0032]第一分压电路，第一分压电路的第一端连接第一控制引脚，第一分压电路的第二端连接保持电路的第一端；具体的，第一分压电路可以为电阻，以配合第二分压电路完成MCU对按键是否按下的检测。
[0033]第二分压电路，第二电流电路的第一端连接第二控制引脚，第二分压电路的第二端连接第一分压电路的第一端；具体的，第二分压电路可以为电阻，以配合第一分压电路完成MCU对按键是否按下的检测。
[0034]MCU，用于在正常模式时，检测常开开关是否被按下，如果常开开关被按下，则向第一控制引脚输出低电平进入节电模式；其中，正常模式为MCU向第一控制引脚输出高电平的模式。MCU，还用于在LDO开始工作后，向第一控制引脚输出高电平进入正常模式。具体的，在上电冲击电容开启LDO工作后，LDO的电源输出引脚输出MCU所需电压，此时MCU开始工作，并向第一控制引脚输出高电平，以便使得LDO的开关引脚获得该高电平，LDO持续工作，即MCU在电源上电时，向MCU控制引脚输出高电平进入正常模式；当电子设备需要进入节电模式时，用户需要按下常开开关，此时，MCU每隔预设时间间隔，停止向第一控制引脚输出高电平，且向第二控制引脚输出低电平，检测第一控制引脚处的电平高低，如果检测第一控制引脚处的电平为高电平，则检测出常开开关被按下；如果检测第一控制引脚处的电平为低电平，则检测出常开开关未被按下；iMCU检测出常开开关被按下，则向第一控制引脚输出低电平进入节电模式，此时，第一控制引脚向LDO的开关引脚输出低电平，LDO停止工作，断开向MCU的供电，由此MCU停止工作，从而实现电子设备的断电，最大限度的节省电能。当然，如果需要电子设备重新工作，可以向电源输入引脚重新供电即可，例如:开启电池的开关，重新插入USB接口等操作；也可以用户再次按下常开开关，电源直接通过常开开关向LDO的开关引脚提供高电平，以使LDO开始工作，为MCU供电，MCU再次向第一控制弓丨脚输出高电平，维持LDO的正常工作。其中，预设时间间隔为很短的时间间隔，不会造成LDO停止工作。
[0035]由此，通过本发明的节电控制电路，可以保证带有LDO的MCU系统在低功耗模式时最大限度减少耗电，使得MCU在空闲或者不需要工作时的耗电为零。本发明利用LDO的开关引脚的使能控制功能，可以通过常开开关控制切断MCU的供电，并在常开开关控制下重新启动供电。
[0036]另外，为了进一步提高本发明节电控制电路的稳定性，在本发明的节电控制电路中还可以包括限流电路、防抖动电路、保护电路中的一种或任意组合，以下仅对各个电路的连接关系进行简单说明，但本发明并不局限于此:
[0037]第二控制引脚通过防抖动电路接地；
[0038]电源输入引脚通过保护电路接地；
[0039]常开开关的第一端通过限流电路连接电源；
[0040]以上的限流电路可以包括电阻等元件，防抖动电路可以包括电容等元件，保护电路可以包括电阻和/或电容等元件，但本发明并不局限于上述元件，只要可以实现上述各个电路的功能即可。
[0041]同时，为了保证LDO正常工作，LDO的电源输入引脚通过第一电容接地，电源输出引脚通过第二电容接地。
[0042]以下，提供本发明节电控制电路的具体实现方案，但本发明并不局限于此。
[0043]图2出示了本发明的节电控制电路的示意图，参见图2，本发明的节电控制电路包括:
[0044]电源连接LDO的电源输入引脚Vin，电源通过并联的第三电容C3和第六电阻(保护电路)R6接地，电源通过第一电容(上电冲击电容)Cl连接LDO的开关引脚Ven，LDO的开关引脚Ven通过第二电阻(保持电路)R2连接常开开关KP_C的第二端，电源通过第一电阻(限流电路)Rl连接常开开关即_(:的第一端，常开开关即_(:的第二端通过第三电阻(第一分压电路)R3连接MCU的第一控制引脚MCU-1，MCU的第一控制引脚MCU-1通过第四电阻(第二分压电路)R4连接MCU的第二控制引脚MCU-2，MCU的第二控制引脚MCU-2通过串联的第五电阻R5和第四电容C4(防抖动电路)接地，LDO的电源输出引脚Vout通过第二电容C2接地，LDO的电源输出引脚Vout连接MCU的电源引脚MCU-P0WER。
[0045]以下给出上述实现方式的工作原理的简单说明:
[0046]本原理以5V转3.3V LDO供电电路为例进行说明:当电源端接入5V电压后，上电冲击电容Cl给LDO的开关引脚Ven端一个短暂的高电平，使得Vout端输出3.3V, MCU此时有了供电，开启工作后给第一控制引脚MCU-1—个高电平，使得开关引脚Ven端有一个稳定的高电平，当LDO有稳定的使能高电平后稳定输出3.3V，MCU稳定工作。
[0047]在正常模式时，MCU每隔预设时间间隔(例如20ms，该时间在不影响LDO的正常输出，可以根据需求进行调整)，MCU向第二控制引脚MCU-2输出低电平(例如维持该低电平1ms，该时间在不影响LDO的正常输出，可以根据需求进行调整)，停止向第一控制引脚MCU-1输出高电平，通过检测第一控制引脚MCU-1的电平高低来检测按键(常开开关)是否按下，如果按键没有按下，那么MCU检测到第一控制引脚MCU-1处的电平为低电平，如果按键有按下，那么MCU检测到第一控制引脚MCU-1处的电平为高电平，在MCU检测到第一控制引脚MCU-1处的电平为高电平时，向第一控制引脚MCU-1迅速切换为输出低电平，当按键抬起后，LDO的开关引脚Ven端得到低电平，LDO停止工作，从而停止对MCU进行供电，进入节电模式。
[0048]如果需要重新启动工作，则再次按下按键，此时电源向LDO的开关引脚Ven输出高电平，LDO向MCU供电，MCU向第一控制引脚MCU-1输出高电平，以便令系统重新开始工作。
[0049]当然，如果要让MCU重新启动工作，也可以通过电源端重新上电的方式令系统重新开始工作。
[0050]由此，使得MCU在空闲或者不需要工作时的耗电为零，实现最大限度的低功耗。并可以通过常开开关控制正常模式和节电模式的切换。
[0051]另外，本发明的MCU可以根据不同的节电需求设置多种节电模式，例如关闭部分功能等节电方式，而本发明所指出的节电模式为耗电最低的模式。
[0052]在本发明中，“连接”指的是直接连接或者间接连接，直接连接可以为元件之间直连，间接连接可以是元件之间通过不影响电路功能的其他器件间接连接。
[0053]本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括本发明的节电控制电路，以减少电子设备的耗电，节省点能。该电子设备可以为USB key、音频KEY、蓝牙KEY、OTP等电子密码设备，其可以具备电子签名、数据加解密、证书认证、动态口令生成等一种或几种功能。
[0054]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0055]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0056]本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0057]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0058]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0059]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0060]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种节电控制电路，其特征在于，包括: LDO，所述LDO包括:电源输入引脚、开关引脚以及电源输出引脚，所述电源输入引脚连接电源； 上电冲击电容，所述上电冲击电容的第一端连接所述电源输入引脚，第二端连接所述开关引脚； 常开开关，所述常开开关的第一端连接所述电源； 保持电路，所述保持电路的第一端连接所述常开开关的第二端，所述保持电路的第二端连接所述开关引脚； MCU，所述MCU包括:MCU电源引脚、第一控制引脚、第二控制引脚；所述1(^电源引脚连接所述电源输出引脚； 第一分压电路，所述第一分压电路的第一端连接所述第一控制引脚，所述第一分压电路的第二端连接所述保持电路的第一端； 第二分压电路，所述第二电流电路的第一端连接所述第二控制引脚，所述第二分压电路的第二端连接所述第一分压电路的第一端； 所述MCU，用于在正常模式时，检测所述常开开关是否被按下，如果所述常开开关被按下，则向所述第一控制引脚输出低电平进入节电模式；其中，所述正常模式为所述MCU向所述第一控制引脚输出高电 平的模式。
2.根据权利要求1所述的节电控制电路，其特征在于， 所述LD0，用于在所述电源上电时，开始工作； 所述MCU，还用于在所述LDO开始工作后，向所述第一控制引脚输出高电平进入所述正常模式。
3.根据权利要求1或2所述的节电控制电路，其特征在于， 所述LD0，用于在节电模式时，所述常开开关被按下后，开始工作； 所述MCU，还用于在所述LDO开始工作后，向所述第一控制引脚输出高电平进入所述正常模式。
4.根据权利要求1至3任一项所述的节电控制电路，其特征在于，所述MCU检测所述常开开关是否被按下包括: 所述MCU每隔预设时间间隔，停止向所述第一控制引脚输出高电平，且向所述第二控制引脚输出低电平，检测所述第一控制引脚处的电平高低，如果检测所述第一控制引脚处的电平为高电平，则检测出所述常开开关被按下；如果检测所述第一控制引脚处的电平为低电平，则检测出所述常开开关未被按下。
5.根据权利要求1至4任一项所述节电控制电路，其特征在于， 所述第二控制引脚通过防抖动电路接地。
6.根据权利要求1至5任一项所述节电控制电路，其特征在于， 所述电源输入引脚通过保护电路接地。
7.根据权利要求1至6任一项所述的节电控制电路，其特征在于，所述常开开关的第一端连接所述电源包括: 所述常开开关的第一端通过限流电路连接所述电源。
8.根据权利要求1至7任一项所述的节电控制电路，其特征在于，所述电源输入引脚通过第一电容接地，所述电源输出引脚通过第二电容接地。
9.一种电子设备 ，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的节电控制电路。
【文档编号】G06F1/32GK104049717SQ201410268377
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】李东声 申请人:天地融科技股份有限公司