一种多功能按键电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种多功能按键电路。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，对于产品的开关控制需求越来越日常化。大到冰箱、电视机，小到洗手液瓶、喷雾瓶，消费者都希望能够在产品上置入智能控制开关。

开关的种类有非常多的种类，对应的开关控制电路也非常多，然而常规的开关控制电路仅需要考虑开关控制本身，对其他的功能并没有做过多的要求。而现在开关越来越频繁使用，如何能够减小功耗进行长期待机，是产品面临的一个大问题。同时，开关控制电路的通用性，也成为减小成本，增大产品互通的一个发展方向。

技术实现要素：

本实用新型意在提供一种功耗低且通用性强的多功能按键电路。

本实用新型中的多功能按键电路，包括依次连接在微控制器电源端和转换端第二电阻、第二三极管、第一二极管和第二二极管，其中，第二电阻与第二三极管的基极端连接，第二三极管为npn三极管，第二三极管的发射极和基极之间连接有第三电阻，第二三极管的发射极接地；第二三极管的集电极端与第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第二二极管的阴极连接，且第一二极管和第二二极管的阴极端均与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端连接有用来启动或者关闭整个多功能按键电路的物理开关。

本实用新型的优点在于：

通过物理开关启动或者关闭整个多功能按键电路，第一二极管和第二二极管相对设置，物理开关经过第四电阻连接到微控制器的电源端和转换端之间，所需要的启动电压非常小，使在待机状态下的功耗也非常小。

本电路结构简单，对于微控制器的要求也非常低，具有较好的通用性。

进一步，第二三极管的集电极经过第一电阻与第一电压端连接。

第一电阻为上拉电阻。第一电压端为单独的供电电源的正极端，当物理开关是触摸按键的时候，第一电压端为其供电，当物理开关为点触按键的时候，第一电压端为其提供上拉电压。

进一步，所述微控制器为单片机或者触摸芯片。

微控制器既可以是普通的单片机，也可以是触摸芯片，便于物理开关选择为点触按键开关或者触摸按键开关。

进一步，电池正极端和第一电压端之间连接有第三二极管，第三二极管的阳极与电池正极端和第一可变电容的阳极端连接，第一可变电容的阴极端接地。

进一步，第一电压端和第二电压端之间连接有第一三极管，第二电压端为微控制器的供电端；第一三极管为pnp三极管，第一三极管的发射极端与第一电压端连接，第一三极管的基极端与第二三极管的集电极端连接。

第一三极管不仅起到开关作用，还起到调节第二电压端的电压作用，通过压降调节第二电压端的电压值。

进一步，第二电压端通过第二电容接地。

当第二电压端的供电电源小于电池正极端的电压时，第三二极管可以和第一三极管配合使用，当第二电压端的电压和电池正极端电压相当时，第二二极管和第一三极管相当于一个pmos，但是相比于pmos，本电路更具有通用性，成本也更低。

进一步，所述物理开关包括点触按键和触摸按键。

便于实现多种开关控制形式。

进一步，所述触摸按键设置在点触按键的外表面，所述触摸按键的外表面上设置有摩擦层。

先接触触摸按键，按动后再接触点触按键。

进一步，所述摩擦层为绒毛层。

通过绒毛层增加手指与触摸按键之间的摩擦力，便于更加及时地识别触摸动作。

所述绒毛层中的绒毛为橡胶绒毛。便于加工和清洗。

进一步，第一电压端和第二电压端之间连接有第一开关管，第二电压端为微控制器的供电端；第一开关管为pmos管，第一开关管的漏极端与第一电压端连接，第一开关管的栅极端与第二三极管的集电极端连接。

第一开关管选用mos管，不选用三极管，对于不需要区分第一电压端和第二电压端时情况适用。

附图说明

图1为本发明实施例一的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一可变电容c1、第二电容c2、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、物理开关s1。

实施例基本如附图1所示：本实施例中的多功能按键电路，可用来与微控制器连接，或者单独连接，用来实现案件控制功能，连接不同的物理开关s1的时候，具有多种不同形式的按键功能。

本实施例的多功能按键电路中，电池正极端bat+与第一可变电容c1的阳极连接，第一可变电容c1的阴极接地。电池正极端bat+与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极与第一电压端vcc1连接，第一电压端vcc1一般为按键上位电源端或者是触摸芯片供电端，是用来为物理开关s1供电的电源正极端。第一电压端vcc1同样第一电阻r1的一端和第一三极管q1的发射极端连接，第一三极管q1为pnp三极管，第一三极管q1的集电极端分别与第二电压端vcc和第二电容c2的一端连接，第二电容c2的另一端接地。第一三极管q1的基极端分别与第一电阻r1的另一端和第一二极管d1的阳极端连接。第一二极管d1的阴极端和第二二极管d2的阴极端以及第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端与物理开关s1连接。第二二极管d2的阳极端与转换端sw端连接，转换端sw用来接微控制器的sw引脚，来捕捉物理开关s1是否按下或者触摸。

第一电阻r1的另一端和第一二极管d1的阳极端与第二三极管q2的集电极端连接，第二三极管q2为npn三极管，第二三极管q2的发射极接地，第二三极管q2的基极分别与第二电阻r2和第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端接地，第二电阻r2的另一端接微控制器的power端引脚。用来控制第二电压端vcc和第一三极管q1的通断。

具体实施过程如下：

物理按键没有按下时，按键输出高电平，sw端配置为内置上拉，第一二极管d1和第二二极管d2截止，第一三极管q1的基极上拉电压等于vcc1，第一三极管q1不会导通，所以vcc没有输出为零。因为vcc为零，mcu没有供电，对于不同的mcu，其power端会出现不稳定电平，但是第三电阻r3下拉强行将power端拉低为0，所以第二三极管q2不导通，第一三极管q1的基极依然等于vcc1，第一三极管q1依然没有导通，vcc没有输出为零。

当物理按键按下时，第一二极管d1导通，第一三极管q1的基极被拉低，此时第一三极管q1导通，vcc有输出，mcu上电。mcu上电后程序中将power输出为高电平，第二三极管q2导通，第一三极管q1的基极也被拉低，第一三极管q1也导通，这个时候就算按键弹起，第一三极管q1始终保持导通。

当mcu得电后，当按键没按下输出始终为高电平，第一二极管d1和第二二极管d2始终截止。当按键按下时输出低电平，由于sw内置上拉d2就导通sw就被拉低，mcu就可以检测到按键按下。此时按键就可以当做功能按键来使用，点击，双击，长按等功能。

假如我们将长按2秒设置为关电模式：当按键长按超过2秒，mcu将power输出为低，q2不导通，q1的基极电压就等于vcc1，q1不导通，vcc没有输出为零，主电路电源就断开了。此时的电路功耗几乎为零。

如果产品需要程序也可以做关电模式，比如关电条件达到，mcu直接将power输出为低，q2不导通，q1的基极电压就等于vcc1，q1不导通，vcc没有输出为零，主电路电源就断开了。

关电后，只要点击按键，整个电路即可供电。

本实施例中的多功能按键电路，可以作为一种单一点触按键实现主电路供电和关电功能，并可当做用户的功能按键。当使用物理式点触按键时，关电时功耗几乎为零。当使用触摸按键时，关电时功耗就是触摸芯片的静态功耗，现在市面上面的触摸芯片静态功耗大概在5ua左右。

本实施例中的多功能按键电路，对mcu要求不高，成本低。此方案对低端mcu很友好。这样的电路可仅对应设置单一按键，按键体积比较小巧，对应按键结构安装和整体美观上比较友好。

本实施例中的单片机可以选用市场上任一具有控制功能的单片机即可，例如深圳市英锐恩科技有限公司的en8p1100irc，触摸芯片同样可以选用市场上具有触摸控制功能的基础芯片即可，本实施例中选用深圳市卓联微科技有限公司的jtw90215。

实施例二

本实施例中，物理开关s1为点触按键开关和触摸按键开关一体设置，点触按键开关设置在触摸按键开关的后面，触摸按键开关的外表面设置有用来加大与手指摩擦力，便于接收触摸信号的绒毛结构，所有绒毛结构均采用橡胶制成。

实施例三

本实施例中，第一开关管不选用三极管，因此第一三极管被替换长城pmos管。第一开关管的漏极端与第一电压端连接，第一开关管的栅极端与第二三极管的集电极端连接。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。