一种按键开关电路的制作方法

本技术涉及电子开关，具体涉及一种按键开关电路。

背景技术：

1、在电子设备中，开关电路扮演着至关重要的角色。这些电路不仅影响用户与设备的互动体验，还直接关系到设备的安全性和性能表现。现代电子设备采用多种开关机制。机械拨动开关和按键开关是最常见的两种类型。在许多情况下，按键开关的驱动电路会使用单片机来实现。一些按键开关的驱动电路则由简单的比较器、三极管以及金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，mos管)等元件组成。通过这些元件的配合和控制，可以有效地管理电子设备的开关操作，确保其正常运行和用户友好性。

2、机械拨动开关电路结构虽然简单，但是开关体积大，寿命短，而且上电前容易忽视开关所处的状态，导致误操作，带来安全事故。

3、单片机驱动电路结构较复杂，功耗较高，需要独立的电源给电路供电，整个方案元器件成本较高，而且还需要给单片机编程，增加额外的人力成本。

4、由简单的比较器、三极管和mos组成的驱动电路成本虽然低，但是开关信号容易产生抖动，引起误触发，而且如果长时间按下按键开关，电路开关状态不确定。

技术实现思路

1、基于上述问题，本技术提供了一种按键开关电路，以提供一种低成本、低功耗、结构简单、应用电压范围宽的电子设备按键开关电路。

2、本技术实施例公开了如下技术方案：

3、一种按键开关电路，所述按键开关电路包括：降压稳压电路、按键开关、第一防抖电路、rc振荡电路、开关信号采集电路、第二防抖电路、复位电路、计时器、触发器以及电源开关电路；

4、所述降压稳压电路与所述按键开关的第二端相连；所述按键开关的第一端接地；所述第一防抖电路分别与所述按键开关的第二端和所述计时器相连；所述rc振荡电路分别与所述计时器和所述开关信号采集电路相连；所述开关信号采集电路还分别与所述计时器、所述第二防抖电路和所述触发器相连；所述第二防抖电路还分别与所述复位电路和所述触发器相连；所述电源开关电路与所述触发器相连；

5、所述降压稳压电路用于为所述按键开关电路提供电源；

6、所述第一防抖电路用于防止所述按键开关误触发；

7、所述rc振荡电路用于为所述计数器提供时钟；

8、所述开关信号采集电路用于采集所述计数器的内部计数模块输出的输出时钟信号，并将所述输出时钟信号传输至所述计数器的信号输入引脚和所述触发器的时钟输入引脚；

9、所述第二防抖电路用于防止所述触发器输入时钟发生抖动和过冲；

10、所述复位电路用于复位所述触发器。

11、在一种可能的实现方式，所述降压稳压电路由第一电阻和第一二极管组成；

12、所述第一电阻的第一端与输入电压端相连；所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的第一端相连，并连接到正电源电压输入端；所述第一二极管的第二端接地；

13、其中，所述输入电压端的电压范围为3.3v～36v；所述电源电压输入端的电压范围为3.3v～15v。

14、在一种可能的实现方式，所述第一防抖电路由第二电阻、第三电阻和第一电容组成；

15、所述第二电阻的第一端与正电源电压输入端相连；所述第二电阻的第二端分别与所述按键开关的第二端和所述第三电阻的第一端相连；所述第三电阻的第二端与所述第一电容的第一端相连，并连接到所述计时器的复位信号输入引脚；所述第一电容的第二端接地。

16、在一种可能的实现方式，所述rc振荡电路由第二电容、第四电阻和第五电阻组成；

17、所述第二电容的第一端分别与所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端相连；所述第二电容的第二端与所述计时器的信号正向输出引脚相连所述第四电阻的第二端与所述计时器的信号反向输出引脚相连；所述第五电阻的第二端与所述计时器的信号输入引脚相连，并连接到所述开关信号采集电路。

18、在一种可能的实现方式，所述第二防抖电路由第三电容和第七电阻组成；

19、所述第三电容的第一端分别与所述第七电阻的第一端和所述开关信号采集电路相连，并连接到所述触发器的时钟输入引脚；所述第三电容的第二端接地；所述第七电阻的第二端与所述复位电路相连，并连接到电源电压输入端。

20、在一种可能的实现方式，所述复位电路由第四电容和第八电阻组成；

21、所述第四电容的第一端与所述第八电阻的第一端相连，并连接到所述触发器的异步复位输入引脚；所述第四电容的第二端与所述第二防抖电路相连；所述第八电阻的第二端与所述触发器的异步置位输入引脚相连，并接地。

22、在一种可能的实现方式，所述开关信号采集电路由第二二极管和第六电阻组成；

23、所述第二二极管的第一端与所述第六电阻的第一端相连，并连接到所述触发器的时钟输入引脚；所述第二二极管的第二端与所述计时器的信号输入引脚相连，并连接到所述rc振荡电路；所述第六电阻的第二端与所述第二防抖电路相连，并连接到所述触发器的时钟输入引脚。

24、在一种可能的实现方式，所述电源开关电路由第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一三极管和第二三极管组成；

25、所述第九电阻的第一端与所述触发器的逻辑正输出引脚相连；所述第九电阻的第二端与第十电阻的第一端相连，并连接到所述第一三极管的基极；所述第十电阻的第二端与所述第一三极管的发射极相连，并接地；所述第十一电阻的第一端与输入电压端相连，并连接到所述第二三极管的源极；所述第十一电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端相连，并连接到所述第二三极管的栅极；所述第十二电阻的第二端与所述第一三极管的集电极相连；所述第二三极管的漏极与输出电压端相连。

26、在一种可能的实现方式，当所述按键开关电路初次上电时，所述按键开关断开，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉高，所述计数器处于复位状态，所述计数器的信号输入引脚保持低电平；所述触发器的时钟输入引脚没有时钟输入，所述触发器的数据输入引脚的初始状态为低电平，所述数据输入引脚的初始状态传递至所述触发器的逻辑正输出引脚，所述逻辑正输出引脚的输出为低电平；所述触发器的逻辑负输出引脚的输出与所述逻辑正输出引脚的输出相反，为高电平，并把高电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述数据输入引脚的电平被拉高为高电平；

27、所述触发器的所述逻辑正输出引脚输出的低电平通过所述第九电阻传输至所述第二三极管的基极，从而使得所述第二三极管处于关闭状态；所述第一三极管栅极的电平被所述第十二电阻拉高，所述第一三极管的栅极电平和所述第一三极管的源极电平相等，所述第一三极管也处于关闭状态，所述电源开关电路关闭，使得所述按键开关电路第一次加电时不会给负载供电。

28、在一种可能的实现方式，当所述按键开关电路初次上电后所述按键开关第一次被按下时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉低，所述计数器复位解除进入工作状态；所述计数器的信号输入引脚输出高电平，该高电平通过所述第六电阻传输至所述触发器的时钟输入引脚，所述触发器的数据输入引脚在时钟输入引脚的上升沿将数据输入引脚的高电平传递给所述触发器的逻辑正输出引脚，逻辑正输出引脚输出高电平，相反所述触发器的逻辑负输出引脚输出低电平，并把该低电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述触发器的数据输入引脚的电平被拉低为低电平；

29、所述触发器的逻辑正输出引脚输出的高电平通过所述第九电阻传输至所述第二三极管的基极，所述第二三极管的基极电平被拉高，所述第二三极管导通；此时所述第一三极管的栅极被拉低，栅极电平小于源极电平，所述第一三极管导通，所述按键开关电路为负载供电；

30、当第一次被按下的所述按键开关被松开时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉高，所述计数器处于复位状态，所述计数器的信号输入引脚电平由高变低；所述触发器的时钟输入引脚没有收到高电平，所述触发器的数据输入引脚、逻辑正输出引脚以及逻辑负输出引脚的状态不变，所述第二三极管和所述第一三极管状态保持导通不变，所述电源开关电路处于导通状态。

31、在一种可能的实现方式，当所述按键开关再次被按下时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉低，所述计数器复位解除进入工作状态；所述计数器的信号输入引脚输出高电平，该高电平通过所述第六电阻传输至所述触发器的时钟输入引脚，所述触发器的数据输入引脚在时钟输入引脚的上升沿将数据输入引脚的低电平传递给所述触发器的逻辑正输出引脚，所述触发器的逻辑正输出引脚输出低电平，相反所述触发器的逻辑负输出引脚输出高电平，并把该高电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述触发器的数据输入引脚的电平被拉高；

32、所述触发器的逻辑正输出引脚输出的低电平通过所述第九电阻传输至第二三极管的基极，所述第二三极管基极的电平被拉低，所述第二三极管关闭；此时所述第一三极管栅极的电平被拉高，第一三极管栅极的栅极电平等于源极电平，所述第一三极管关闭，所述按键开关电路为停止负载供电；

33、当再次被按下的所述按键开关被松开时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉高，所述计数器处于复位状态，所述计数器的信号输入引脚电平由高变低；所述触发器的时钟输入引脚没有收到高电平，所述触发器的数据输入引脚、逻辑正输出引脚以及逻辑负输出引脚的状态不变，所述第二三极管和所述第一三极管状态保持关闭不变，所述电源开关电路处于关闭状态；如此反复，每按下一次所述按键开关，所述电源开关电路的开关状态就改变一次。

34、相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：

35、本技术提供了一种按键开关电路。具体地，按键开关电路是由降压稳压电路、按键开关、第一防抖电路、rc振荡电路、开关信号采集电路、第二防抖电路、复位电路、计时器、触发器以及电源开关电路组成。降压稳压电路与按键开关的第二端相连，按键开关的第一端接地。第一防抖电路分别与按键开关的第二端和计时器相连。rc振荡电路分别与计时器和开关信号采集电路相连，所述开关信号采集电路还分别与计时器、第二防抖电路和触发器相连。第二防抖电路还分别与复位电路和触发器相连。电源开关电路与触发器相连。降压稳压电路用于为按键开关电路提供电源。第一防抖电路用于防止按键开关误触发。rc振荡电路用于为计数器提供时钟。开关信号采集电路用于采集计数器的内部计数模块输出的输出时钟信号，并将输出时钟信号传输至计数器的信号输入引脚和触发器的时钟输入引脚。第二防抖电路用于防止触发器输入时钟发生抖动和过冲。复位电路用于复位触发器。本技术相对于单片机驱动开关电路，不需要进行编程，减少大量编程和调试时间，节约了人力成本，同时避免了程序跑错带来的风险。除此之外，元器件成本也相对较低，整个电路功耗也比单片机驱动开关电路低很多。相对于简单的比较器、三极管和mos组成的驱动开关电路，本技术有防抖功能，不会出现误触现象，更不会出现长时间按下按键，电路开关状态不确定的情况。

技术特征：

1.一种按键开关电路，其特征在于，所述按键开关电路包括：降压稳压电路、按键开关、第一防抖电路、rc振荡电路、开关信号采集电路、第二防抖电路、复位电路、计时器、触发器以及电源开关电路；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述降压稳压电路由第一电阻和第一二极管组成；

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一防抖电路由第二电阻、第三电阻和第一电容组成；

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述rc振荡电路由第二电容、第四电阻和第五电阻组成；

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二防抖电路由第三电容和第七电阻组成；

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述复位电路由第四电容和第八电阻组成；

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关信号采集电路由第二二极管和第六电阻组成；

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电源开关电路由第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一三极管和第二三极管组成；

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，当所述按键开关电路初次上电时，所述按键开关断开，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉高，所述计数器处于复位状态，所述计数器的信号输入引脚保持低电平；所述触发器的时钟输入引脚没有时钟输入，所述触发器的数据输入引脚的初始状态为低电平，所述数据输入引脚的初始状态传递至所述触发器的逻辑正输出引脚，所述逻辑正输出引脚的输出为低电平；所述触发器的逻辑负输出引脚的输出与所述逻辑正输出引脚的输出相反，为高电平，并把高电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述数据输入引脚的电平被拉高为高电平；

10.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，当所述按键开关电路初次上电后所述按键开关第一次被按下时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉低，所述计数器复位解除进入工作状态；所述计数器的信号输入引脚输出高电平，该高电平通过所述第六电阻传输至所述触发器的时钟输入引脚，所述触发器的数据输入引脚在时钟输入引脚的上升沿将数据输入引脚的高电平传递给所述触发器的逻辑正输出引脚，逻辑正输出引脚输出高电平，相反所述触发器的逻辑负输出引脚输出低电平，并把该低电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述触发器的数据输入引脚的电平被拉低为低电平；

11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，当所述按键开关再次被按下时，所述计数器的复位信号输入引脚的电平被拉低，所述计数器复位解除进入工作状态；所述计数器的信号输入引脚输出高电平，该高电平通过所述第六电阻传输至所述触发器的时钟输入引脚，所述触发器的数据输入引脚在时钟输入引脚的上升沿将数据输入引脚的低电平传递给所述触发器的逻辑正输出引脚，所述触发器的逻辑正输出引脚输出低电平，相反所述触发器的逻辑负输出引脚输出高电平，并把该高电平输入至所述触发器的数据输入引脚，所述触发器的数据输入引脚的电平被拉高；

技术总结
本申请公开了一种按键开关电路。该按键开关电路由降压稳压电路、按键开关、第一防抖电路、RC振荡电路、开关信号采集电路、第二防抖电路、复位电路、计时器、触发器以及电源开关电路组成。降压稳压电路与按键开关的第二端相连，按键开关的第一端接地。第一防抖电路分别与按键开关的第二端和计时器相连。RC振荡电路分别与计时器和开关信号采集电路相连，所述开关信号采集电路还分别与计时器、第二防抖电路和触发器相连。第二防抖电路还分别与复位电路和触发器相连。电源开关电路与触发器相连。本申请无需编程，减少了人力和调试时间、降低了元器件成本和功耗，且具备防抖功能，避免误触和状态不确定问题。

技术研发人员：吕言坤,徐嘉鸿,王廷平,杨党卫,郑茳,肖佐楠,匡启和
受保护的技术使用者：苏州国芯科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23