一种电子设备的按键电路和电子设备的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及到一种电子设备的按键电路和电子设备。

背景技术：

电子设备在出厂后能够存储用户操作保存的信息，例如用户的登录信息、用户对电子设备的设置信息、保存在电子设备本地的应用数据、图频文字数据等，而对电子设备的实际使用中，用户可能有对出厂后存储的信息进行全部清除的需求，因此很多电子设备都具有恢复出厂设置的功能。同时由于电子设备还会出现软件卡死导致死机的问题，因此需要强制断电来重启电子设备。为了同时具备上述两种功能，通常采用的按键电路设置为：一个按键实现恢复出厂设置，另一个按键或者两个及以上组合按键实现断电重启。为了同时实现上述两种功能，上述的按键电路需要至少在电子设备上设置两个按键，使得电子设备的结构不够精简。如何用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启成为目前需要解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种电子设备的按键电路，旨在解决现有技术中如何用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电子设备的按键电路，所述电子设备的按键电路包括：并联在供电电源与地线之间的按键模块、控制模块和开关模块；所述按键模块的控制端与所述电子设备的受控端连接，所述按键模块的控制端还与所述控制模块的受控端连接，所述控制模块的控制端与所述开关模块的受控端连接，所述开关模块的控制端与所述电子设备的电源端连接；在所述按键模块被短按触发时，所述电子设备恢复出厂设置；在所述按键模块被长按触发时，所述控制模块通过开关模块控制所述电子设备断电重启。

可选地，所述按键模块包括依次串联在供电电源和地线之间的物理按键和防短路电阻；所述物理按键用于被按压后生成高电平信号，所述物理按键和所述防短路电阻之间的连接线上的一点作为按键模块的一个控制端与所述电子设备的受控端连接。

可选地，所述按键模块还包括串联在所述物理按键和所述防短路电阻之间的分压电阻，所述防短路电阻和所述分压电阻之间的连接线上的一点作为按键模块的一个控制端与所述电子设备的受控端连接。

可选地，所述控制模块包括：充电电阻、下拉电阻、上拉电阻、延时电容和第一电子开关；所述充电电阻连接在所述供电电源和所述第一电子开关的受控端之间，所述下拉电阻和所述延时电容并联后连接在所述第一电子开关的受控端和地线之间，所述上拉电阻连接在所述第一电子开关的一个控制端与所述供电电源之间，所述第一电子开关的另一个控制端接地，所述第一电子开关的受控端还与所述按键模块的控制端连接。

可选地，所述第一电子开关为三极管，所述第一电子开关的受控端为其基极，所述第一电子开关的控制端包括其集电极和发射极，其中，所述第一电子开关的发射极接地。

可选地，所述开关模块包括：偏置电阻、第二电子开关和第三电子开关；所述第二电子开关的受控端与所述控制模块的控制端连接，所述第二电子开关的一个控制端接地，另一个控制端与第三电子开关的受控端连接，所述第三电子开关的两个控制端分别与所述供电电源和所述电子设备的电源端连接，所述偏置电阻连接在所述第三电子开关的受控端与所述供电电源之间。

可选地，所述第二电子开关为三极管，所述第二电子开关的受控端为其基极，所述第二电子开关的控制端包括其集电极和发射极，其中，所述第二电子开关的发射极接地。

可选地，所述第三电子开关为MOS管，所述第三电子开关的受控端为其栅极，所述第三电子开关的控制端包括其源极和漏极。

可选地，所述电子设备的按键电路还包括连接在所述电子设备的电源端和地线之间的稳压电容。

此外，本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上述任一项的电子设备的按键电路。

本实用新型的技术方案中，通过设置直接与电子设备以及控制模块连接的按键模块，在按键模块被短按触发时，控制电子设备恢复出厂设置，在按键模块被长按触发时，可以利用控制模块和开关模块控制电子设备断电重启，实现了用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种电子设备的按键电路的功能模块图；

图2为本实用新型一种电子设备的按键电路的电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1和图2，本实用新型提出的一种电子设备的按键电路，包括并联在供电电源V_IN与地线之间的按键模块1、控制模块2和开关模块3；按键模块1的控制端与电子设备的受控端KEY_TO_CPU连接，按键模块1的控制端还与控制模块2的受控端连接，控制模块2的控制端与开关模块3的受控端连接，开关模块3的控制端与电子设备的电源端V_SYS连接。

在按键模块1被短按触发时，电子设备恢复出厂设置；在按键模块1被长按触发时，控制模块2通过开关模块3控制电子设备断电重启。

具体地，在按键模块1被触发时，按键模块1生成一个高电平信号，该高电平信号的持续时间与按键模块1被触发的时间相关，只要按键模块1处于被触发状态，高电平信号则处于高电平状态。按键模块1被触发时，生成的高电平信号传输至电子设备和控制模块2。电子设备2接收到高电平信号即可根据其做出控制响应，本实施例中，电子设备根据高电平信号的持续长短控制本机是否恢复出厂设置。当高电平信号持续时间小于等于预设时间时，电子设备恢复出厂设置。控制模块2接收到高电平信号时，利用该高电平信号对控制模块2的受控端进行充电，当高电平信号持续一定时间使得控制模块2的受控端的电压达到预定电压值时，控制模块2向开关模块3发送控制信号，使开关模块3的两个控制端断开，从而使得电子设备的电源端与供电电源之间的电连接断开，电子设备断电关机。电子设备断电关机后，当按键模块1恢复常态，即未被触发状态时，高电平信号消失，控制模块2开始放电，当控制模块2的受控端电压低于预定电压值时，则向开关模块3发送的控制信号消失，开关模块3恢复闭合常态，电子设备重启开机。其中，本实施例中，预定电压值为0.7v。

本实施例中，通过设置直接与电子设备以及控制模块连接的按键模块，在按键模块被短按触发时，控制电子设备恢复出厂设置，在按键模块被长按触发时，可以利用控制模块和开关模块控制电子设备断电重启，实现了用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启的功能。

按键模块被短按触发时生成的高电平信号直接传输给电子设备，使其控制电子设备恢复出厂设置，按键模块被长按触发时，控制模块根据生成的高电平信号的状态控制开关模块的断开和闭合从而控制电子设备断电重启，实现了用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启的功能。

在其中一个实施例中，按键模块1包括依次串联在供电电源V_IN和地线之间的物理按键SW和防短路电阻R65；物理按键SW用于被按压后生成高电平信号，物理按键SW和防短路电阻R65之间的连接线上的一点作为按键模块的一个控制端与电子设备的受控端KEY_TO_CPU连接。

当物理按键SW处于未被按压的常态时，其控制端接地，控制端电压为零。当物理按键SW被按压触发后，高电平信号的电压则为供电电源V_IN的电压。

在其中一个实施例中，按键模块1还包括串联在物理按键SW和防短路电阻R65之间的分压电阻R64，防短路电阻R65和分压电阻R64之间的连接线上的一点作为按键模块1的一个控制端与电子设备的受控端KEY_TO_CPU连接。

在实际应用中，电子设备可以设置一个触发电压，当高电平信号达到该触发电压时，则该高电平信号为有效信号，电子设备被该高电平信号触发控制。本实施例中，可以通过对分压电阻R64和防短路电阻R65的电阻参数进行设置，使得高电平信号的电压达到电子设备的触发电压。高电平信号的电压公式如式(1)：

其中，R64为分压电阻R64的电压值，R65为防短路电阻R65的电压值，V为高电平信号的电压，Vin为供电电源的电压。本实施例中，分压电阻R64的电压值R64为10kΩ，防短路电阻R65的电压值R65为22kΩ。

在其中一个实施例中，控制模块2包括：充电电阻R63、下拉电阻R62、上拉电阻R61、延时电容C50和第一电子开关Q7。充电电阻R63连接在供电电源V_IN和第一电子开关Q7的受控端之间，下拉电阻R62和延时电容C50并联后连接在第一电子开关Q7的受控端和地线之间，上拉电阻R61连接在第一电子开关Q7的一个控制端与供电电源V_IN之间，第一电子开关Q7的另一个控制端接地，第一电子开关Q7的受控端还与按键模块1的控制端连接。

在按键模块1未被触发的常态下，第一电子开关Q7的受控端通过下拉电阻R62下拉接地，第一电子开关Q7的受控端电位为零。而由于第一电子开关Q7的一个控制端也接地，则第一电子开关Q7的受控端与该控制端之间的电压为零，第一电子开关Q7截止，其两个控制端之间不导通。

当按键模块1被触发后，生成的高电平信号通过充电电阻R63向延时电容C50充电。在充电过程中，在该高电平信号消失之前，即按键模块1恢复常态前，若延时电容C50的电压未达到预定电压值，则第一电子开关Q7始终保持截止状态。当延时电容C50两端的电压达到预定电压值时，第一电子开关Q7导通，其两个控制端导通连接，生成低电平的控制信号传输给开关模块3。延时电容C50的充电时间t计算公式如式(2)：

其中，R63为充电电阻R63的电阻值，C50为延时电容C50的电容值，Vt为充电时间为t时，延时电容C50两端的电压。本实施例中，可将预定电压值代入上式Vt中，计算得到延时电容C50充电达到预定电压值时所需的时间。按键模块1被长按触发控制电子设备断电重启的长按时间可通过设置充电电阻R63电阻值R63和延时电容C50的电容值C50确定。本实施例中，充电电阻R63电阻值R63为47kΩ，延时电容C50的电容值C50为1μF，下拉电阻R62和下拉电阻R61的电阻值均为10kΩ。

第一电子开关Q7导通后，当按键模块1恢复常态，即高电平的触发信号消失时，延时电容C50向下拉电阻R62放电，当放电至延时电容C50两端的电压小于预定电压值时，第一电子开关Q7截止，向开关模块3传输的低电平的控制信号消失。

本实施例中，第一电子开关Q7为三极管，第一电子开关Q7的受控端为其基极，第一电子开关Q7的控制端包括其集电极和发射极，其中，第一电子开关Q7的发射极接地。具体地，第一电子开关Q7为NPN型三极管。可以理解的是，所述第一电子开关Q7可为其他电子开关器件如MOS管等，任何通过变换晶体管类型与数量达到同样结果的设计均应包含在本实用新型的保护范围内。

在其中一个实施例中，开关模块3包括：偏置电阻R52、第二电子开关Q6和第三电子开关Q5。第二电子开关Q6的受控端与控制模块的控制端连接，第二电子开关Q6的一个控制端接地，另一个控制端与第三电子开关Q5的受控端连接，第三电子开关Q5的两个控制端分别与供电电源V_IN和电子设备的电源端V_SYS连接，偏置电阻连接在第三电子开关Q5的受控端与供电电源之间。

在按键模块1未被触发的常态下，第二电子开关Q6的受控端被上拉电阻R61上拉至供电电源V_IN，第二电子开关Q6的一个控制端接地，第二电子开关Q6导通。第三电子开关Q5的受控端被导通的第二电子开关Q6下拉接地，第三电子开关Q5的一个控制端与供电电源V_IN连接，第三电子开关Q5导通，供电电源V_IN与电子设备的电源端V_SYS导通连接，电子设备正常通电工作。

当控制模块2的受控端被充电达到预定电压值时，开关模块3接收控制模块2的低电平的控制信号，第二电子开关Q6的受控端电压变为低电平，第二电子开关Q6截止，第三电子开关Q5的受控端通过偏置电阻R52上拉至供电电源V_IN，第三电子开关Q5截止，供电电源V_IN与电子设备的电源端V_SYS断开连接，电子设备断电关机。当控制模块2的受控端电压降低至预定电压值以下时，第二电子开关Q6的受控端电压恢复为高电平，电子设备开机重启。

本实施例中，第二电子开关Q6为三极管，第二电子开关Q6的受控端为其基极，第二电子开关Q6的控制端包括其集电极和发射极，其中，第二电子开关Q6的发射极接地。第三电子开关Q5为MOS管，第三电子开关Q5的受控端为其栅极，第三电子开关Q5的控制端包括其源极和漏极。本实施例中，第二电子开关Q6为NPN型三极管。可以理解的是，所述第二电子开关Q6还可为其他电子开关器件如MOS管等，任何通过变换晶体管类型与数量达到同样结果的设计均应包含在本实用新型的保护范围内。本实施例中，第三电子开关Q5为P型MOS管。可以理解的是，所述第三电子开关Q5还可为其他电子开关器件如三极管等，任何通过变换晶体管类型与数量达到同样结果的设计均应包含在本实用新型的保护范围内。

本实施例的电路原理具体如下：

当物理按键SW处于未被按压的常态时，按键模块1的控制端接地，其控制端电压为零。第一电子开关Q7的基极通过下拉电阻R62下拉接地，第一电子开关Q7的基极电位为零。而由于第一电子开关Q7的发射极也接地，则第一电子开关Q7的基极与发射极之间的电压为零，第一电子开关Q7截止，其发射极和集电极之间不导通。第二电子开关Q6的基极被上拉电阻R61上拉至供电电源V_IN，第二电子开关Q6的发射极接地，第二电子开关Q6导通。第三电子开关Q5的栅极被导通的第二电子开关Q6下拉接地，第三电子开关Q5的源极与供电电源V_IN连接，第三电子开关Q5导通，供电电源V_IN与电子设备的电源端V_SYS导通连接，电子设备正常通电工作。

当物理按键SW被按压触发后，按键模块1生成高电平信号。当物理按键SW被短按触发时，即该高电平信号持续时间小于或等于预设时间时，电子设备恢复出厂设置。当物理按键SW被长按触发时，即该高电平信号持续时间大于预设时间时，电子设备不做恢复出厂设置的操作。此外，高电平信号通过充电电阻R63向延时电容C50充电。在充电过程中，在该高电平信号消失之前，即按键模块1恢复常态前，若延时电容C50的电压未达到预定电压值，则第一电子开关Q7始终保持截止状态。当延时电容C50两端的电压达到预定电压值时，第一电子开关Q7导通，其集电极和发射极导通连接。开关模块3的第二电子开关Q6的基极被导通的第一电子开关Q7下拉接地，第二电子开关Q6截止，第三电子开关Q5的栅极通过偏置电阻R52上拉至供电电源V_IN，其栅极和源极之间的电压Vgs为零，第三电子开关Q5截止，供电电源V_IN与电子设备的电源端V_SYS断开连接，电子设备断电关机。当物理按键SW恢复常态后，高电平的触发信号消失，延时电容C50向下拉电阻R62放电，当放电至延时电容C50两端的电压小于预定电压值时，第一电子开关Q7截止，第二电子开关Q6导通，第三电子开关Q5导通，电子设备上电开机。

在其中一个实施例中，电子设备的按键电路还包括连接在电子设备的电源端V_SYS和地线之间的稳压电容C41。在供电电源V_IN的电压由于故障突增时，可以通过对稳压电容C41进行充电，保护电子设备的电源端V_SYS电压在一个相对稳定的状态使电子设备不被损坏。

本实施例中，按键模块被短按触发时生成的高电平信号直接传输给电子设备，使其控制电子设备恢复出厂设置，按键模块被长按触发时，控制模块根据生成的高电平信号的状态控制开关模块的断开和闭合从而控制电子设备断电重启，实现了用一个按键实现电子设备的恢复出厂设置和断电重启的功能。

本实用新型实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上述任意一个实施例的电子设备的按键电路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。