单片机电源开关电路

一、单键控制单片机电源开关电路（电路简图1）

      电路图功能：使用一个轻触开关按键结合单片机软件控制来实现单片机电源的“开”和“关”，在关机状态下电路功耗极低，是一个实用性很强的电路。
      电路图说明：1.轻触开关S1为开关机按键，在关机状态下按S1可使电源“开”，开机状态下按S1可使电源关。2.Power output为电源输出端，连接单片机主电路。3.S1-check与单片机的I/O相连，通过检测其电平状态来判断S1是否按下。4.Ctrol也与单片机的I/O相连，通过Ctrl来控制电源的“开”和“关”。5.开关S2的作用是当单片机死机，程序跑飞之后，只能通过S2来强制关机。
      电路图讲解：开机时，按下轻触开关S1，此时NMOS管Q3的栅极直接与电池正极相连，所以Q3导通，S1 check为低电平；同样电池电压经二极管D1也与NMOS管Q2的栅极相连，Q2也会导通。Q2导通后，PMOS管Q1的栅极被拉低，则Q1导通，电源打开，单片机上电开始初始化。
      单片机初始化完成后，检测到S1 check仍为低电平时，判断为S1按下，则控制Ctrol端输出高电平，使Q2保持稳定的导通状态。这样也能保证Q1也处于稳定的导通状态。开机完成。此时，即使松开S1后，电源也会处于打开状态，但Q3会截止，S1 check恢复高电平。
      当需要关机时，再次按下开关S1，使Q3导通，S1 check为低电平。单片机经过一段延时后，再次判断S1 check仍为低电平话，则判断S1按下，执行关机指令。此时程序保存所有数据，关闭中断。Ctrol输出低电平使Q2截止，从而控制Q1截止，切断电源“主开关”。
      但是由于电容的作用，单片机的电源电压会慢慢变低，此时Ctrol的电平状态会处于一个不稳定的状态，但由于电阻R4的作用，可以保证Q2的栅极保持被拉低的状态，使Q2稳定截止。
      当单片机电源电压完全没有时，Ctrol也是处于低电平状态，也不能影响Q2的截止。
      如果当单片机死机时，程序控制已经不起作用了，按下开关S2，使Q2强制关断，Q1也会关断，也切断了单片机的电源。这样就可以保证再不断掉整个电路电源情况下强制关机。
注意：
1.注意程序的配合，尤其是在延时检测方面。
2.注意这个电路的抗干扰能力。
3.同时分析一下，本例电路在更换电源时，是否有误开的机会。
      二、单片机电源双按键开关机电路（电路见图2）

      电路图功能：本例电路图可通过两个轻触按键来实现单片机电路电源的“开”和“关”。
      电路图说明：1.输入IN网络接电池的正极，经开关管Q1可输出至OUT端。2.OUT端接单片机的电源端。3.Ctrol端连接到单片机的控制引脚。4.轻触开关S1为电源“开”按键。5.轻触开关S2为电源“关”按键。
电路图讲解：PMOS管Q1为开关管，Q1导通，单片机电源就开；Q1截止，单片机电源就截止。所以，分析时抓住Q1的导通状态就行。
      当需要开机时，按下开关S1，则NMOS管Q2的栅极为高电平，使Q2导通。Q2导通使PMOS管Q1的栅极为低电平，则Q1会导通，单片机电源开，单片机进入初始化。
      单片机初始化后，将Ctrol端输出高电平，维持Q2的导通，此时松开按键S1也不会影响单片机的工作。
当需要关机时，按下开关S2，则NMOS管Q2的栅极为低电平，使Q2截止，则Q1也会截止，单片机电源关。此时由于电阻R3的作用，能使Q2保持截止状态。到单片机关机结束后，Ctrol引脚也变成了低电平，Q2也能稳定截止。
注意：
      1.大家应该发现本例电路与上例电路的区别，可以相互比较一下这两个电路图之间的优缺点。
      2.同样，在电池设备中，功耗是首要考虑的，所以这里的MOS管也应该选择低漏电流的MOS管。
三、单按键控制单片机电源开关机电路二（电路见图3）

      电路图功能：本例电路可实现通过轻触开关+单片机软件控制来实现电源的开和关。
      电路图说明：电路图中U3为电源转换芯片，其输出电源给单片机供电。三极管Q2为整个开关机电路的开关管。
      网络ON-OFF连接至单片机的I/O口，通过其电平变化检测按键S1是否按下，并判断是开机还是关机。
      网络POWER也连接至单片机的I/O口，用来控制三极管Q1的开和关。
      电路图讲解：
      1.初始状态：电路初始状态下，开关S1没有被按下，三极管Q2的基极为高电平，处于截止状态，电源转换芯片6203没有电源输入，也就没有3.3V的电源输出。三极管Q1也处于截止状态。
      2.开机状态：当需要开机时，按下开关S1，使三极管Q2的基极电位被拉低，三极管Q2导通，电源转换芯片输出3.3V给单片机供电。单片机上电后，开始初始化。一般初始化时会将I/O引脚置为高电平，但是初始化需要一定的时间，所以S1按下后不能马上松开。单片机初始化完成后，ON-OFF通过二极管D3被开关S1拉低，单片机检测到其为低电平，说明开关被按下，确认开机正常运行；同理POWER输出高电平使Q1导通，此时即使开关S1松开，ON-OFF恢复高电平，也不会影响整个系统的工作。至此，电路开机完成。
      3.关机状态：当需要关机时，再次按下开关S1，ON-OFF网络被拉低，单片机检测到低电平信号后，经过一段延时再次检测ON-OFF网络电平状态，若仍为低电平，则确认为关机信号。单片机执行关机命令，关闭中断，保存数据，同时POWER网络输出低电平，使三极管Q1截止，Q2的基极恢复高电平，Q2也截止，电源转换芯片也开始停止工作。
      但由于电容C10，C6的作用，单片机电源电压不会马上变成0，它是逐渐降低的，会引起I/O的电平状态不确定。此时通过下拉电阻R14的作用，可使Q1的基极维持稳定的低电平，保证系统稳定关机。
注意：
      1.关机时，单片机不需要初始化，此时按键按下的时间不需要太久。
      2.本例电路硬件部分不算复杂，主要部分在于程序的配合。
◇湖南 胡 斌