单片机5V控制12V电源通断（单片机也由该12V电源供电）

cf753951 · 发表于 2010-1-25 18:21:39

我想用单片机通过轻触按键来控制12~24V的直流电压的通断

前提是：单片机的电源是从该12V直流源经稳压后供电的

在单片机单片机供电断的情况下，如何能保证按键时，12V电压通

请问，用NPN或PNP组成的电路，该如何设计电路

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 19:50:13

下圖供你參考,需佔MCU 1~2個I/O
KeyIN為MCU的輸入,HOLD為MCU的輸出,
如果不抓取按鍵的動作(R1,R2,KeyIN)可以省略(單鍵ON/OFF時必用)
按鍵動作時(MCU重置後)MCU令HOLD立即為高電位.

(原文件名:2010-01-25_194048.JPG)

cf753951 · 发表于 2010-1-25 20:22:40

回复【1楼】jim20090418
下圖供你參考,需佔MCU 1~2個I/O
KeyIN為MCU的輸入,HOLD為MCU的輸出,
如果不抓取按鍵的動作(R1,R2,KeyIN)可以省略(單鍵ON/OFF時必用)
按鍵動作時(MCU重置後)MCU令HOLD立即為高電位.

(原文件名:2010-01-25_194048.JPG)
引用图片
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jim20090418 您好，
电路我看过了，非常巧妙，完全可以实现，具体就是各电阻参数的选择的问题了

我总结下，帮忙看下我的理解有没错

（从OFF到ON）按键一瞬间，NPN和PNP导通（12V通），MCU上电，马上使HOLD脚为高电平（程序复位初始化最开始的程序段），使NPN和PNP常通，从而12V电通。

（从ON到OFF）按键时，KIN中断脚高电平触发，MCU使HOLD脚为电平，致使NPN截止，12V电断。

至此。

还有就是12V的输入NPN基极的一端应该加电阻降压吧？直接通过二极管后直接加在上面电压太大了。

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 20:34:03

回复【2楼】cf753951 风驰骏马
（从OFF到ON）按键一瞬间，NPN和PNP导通（12V通），MCU上电，马上使HOLD脚为高电平（程序复位初始化最开始的程序段），使NPN常通。

（从ON到OFF）按键时，KIN中断脚高电平触发，MCU使HOLD脚为电平，致使NPN截止，12V电断。

还有就是12V的输入NPN基极的一端应该加电阻降压吧？直接通过二极管后直接加在上面电压太大了。
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大致上的動作就是如此了,
至於NPN基級前是不是要用電阻降壓,這個就要看你選用的TR來決定,
就我的經驗中,C1815,C945這一些TR都都不需要降壓電阻,
這個電路的應用已經很普遍(我之前參與的幾個UPS設計大概有幾千K在流通,這一部份的電路還沒遇到過問題).

cf753951 · 发表于 2010-1-25 21:26:41

回复【3楼】jim20090418
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恩，我准备用的是SOT-25封装的NPN和PNP

我想了想，按键长按的话，开机和关机是不是会出现问题。

比如开机(OFF到ON)时，如果长按（比如1-2S）的话,开机后，KIYIN检测到中断信号，又让HOLD为低，导致关机(OFF到ON)了
关机后（如果按键还按着），之后又从OFF到ON,如此反复。

所以为了避免这种情况，可以通过在MCU上电后，使HOLD信号为高的程序段后面添加1-2S的延时，和按键消抖的作用一样

防止反复的开机和关机导致的不确定。

coody · 发表于 2010-1-25 21:43:31

只用一个IO就可以做：关闭时按开，短按操作，长按关机，不需要那两个二极管

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 21:45:23

回复【4楼】cf753951 风驰骏马
比如开机(OFF到ON)时，如果长按（比如1-2S）的话,开机后，KIYIN检测到中断信号，又让HOLD为低，导致关机(OFF到ON)了
关机后（如果按键还按着），之后又从OFF到ON,如此反复。

所以为了避免这种情况，可以通过在MCU上电后，使HOLD信号为高的程序段后面添加1-2S的延时，和按键消抖的作用一样

防止反复的开机和关机导致的不确定。
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這個就是軟體處理上的技巧了,
軟體處理不同的人有不同的處理方法,
比如我....按鍵的抓取,通常每個按鍵我會在RAM中設定一個Count,
在Timer中斷時去抓取按鍵狀態,按鍵on時Count加1,按鍵off時Count清零,
按鍵的處理程式在Count計數到一定值時才會承認有按鍵輸入,
這樣的按鍵處理不會有按鍵彈跳的問題(前題是Count的承認值要大於按鍵的彈跳時間)
而且一個按鍵可以做到多功能,
這樣的按鍵處理我已經運用20年左右了,
缺點是...會佔比較大的RAM資源(每個按鍵至少佔1byte的RAM)

市面上的吃角子老虎(台灣這邊的瑪莉檯之類的)按鍵處理大多都是這個原理,
比如....
按一下時+1
按住1秒時每0.5秒+10
按住3秒時每0.5秒+100

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 21:58:25

回复【5楼】coody
只用一个IO就可以做：关闭时按开，短按操作，长按关机，不需要那两个二极管
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這個電路如果不加DIODE,
只能偵測到OFF-->ON的信號,當HOLD = 高電位時,不論你的按鍵按不按KeyIN都是 = 高電位

用一個I/O除非加上保持電容,不然不可行,
使用保持電容電路複雜度增加不說,輸入電壓如果改變,會有可能導致電路工作不正常.

而且不加DIODE,當按鍵動作時輸入電壓會直接短路到MCU的I/O.

cf753951 · 发表于 2010-1-25 22:16:03

回复【6楼】jim20090418
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恩，用外部中断和定时器中断查询KEYIN口都可以

如果在外部中断有剩的情况下，可以尝试用外部中断，用高电平触发.

在没有外部中断资源时，采用IO口输入查询，定时器定时中断。这样既起到了扫描按键，又可以按键消抖（在定时器中断程序中判断cout的值），两全其美。

cf753951 · 发表于 2010-1-25 22:24:17

回复【7楼】jim20090418
回复【5楼】coody
只用一个IO就可以做：关闭时按开，短按操作，长按关机，不需要那两个二极管
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這個電路如果不加DIODE,
只能偵測到OFF-->ON的信號,當HOLD = 高電位時,不論你的按鍵按不按KeyIN都是 = 高電位
用一個I/O除非加上保持電容,不然不可行,
使用保持電容電路複雜度增加不說,輸入電壓如果改變,會有可能導致電路工作不正常.
而且不加DIODE,當按鍵動作時輸入電壓會直接短路到MCU的I/O.
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jim20090418说的有道理，不加二极管，高电压直接加IO口很危险

cody只用一个IO的意思不知道是只用KEYIN还是HOLD，如果只用HOLD，那怎么来判断按键信号，就关不了机了；如果只用KEYIN，同样开机开不了

cf753951 · 发表于 2010-1-25 22:28:11

jim20090418

我的产品中用到的是车载电源，大概12V-24V

需要电电流1.5A，NPN和PNP的选择上能不能推荐参考下？

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 22:35:28

回复【10楼】cf753951 风驰骏马
我的产品中用到的是车载电源，大概12V-24V

需要电电流1.5A，NPN和PNP的选择上能不能推荐参考下？
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PNP管改成P-CH的Power MOS即可(要注意Vgs及VDS電壓是不是超過規格,必要時可以在Power MOS的GATE跟NPN管的C極串上ZD)
NPN管C1815,C945,2N2222這類的小信號TR都可以用單價也低.

bluefeel · 发表于 2010-1-25 22:39:58

很好的电路

cf753951 · 发表于 2010-1-25 22:46:25

回复【11楼】jim20090418
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恩，我明天尝试去做做这个电路，如果可行，再把完整的电路弄出来给大家分享！
谢谢jim20090418

jim20090418 · 发表于 2010-1-25 22:54:44

回复【9楼】cf753951 风驰骏马

cody只用一个IO的意思不知道是只用KEYIN还是HOLD，如果只用HOLD，那怎么来判断按键信号，就关不了机了；如果只用KEYIN，同样开机开不了
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Coody的說法理論上也是可行的,差別的是穩定性跟軟體上的處理
如下圖理論上可以只佔一個MCU的I/O

(原文件名:2010-01-25_225156.JPG)

qianhng · 发表于 2010-1-26 00:32:53

mark

cf753951 · 发表于 2010-1-26 10:42:13

回复【14楼】jim20090418
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(原文件名:未命名.JPG)

電路圖最終決定這樣了
R3部分我放了稳压管，防止输入电压突变时，击穿MCU，不知道有没必要？因为车载电池有时会瞬时电压很高

电路的元件选择和线路有没错误，请教下

jim20090418 · 发表于 2010-1-26 12:34:16

回复【16楼】cf753951 风驰骏马
R3部分我放了稳压管，防止输入电压突变时，击穿MCU，不知道有没必要？因为车载电池有时会瞬时电压很高
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ZD的方向好像不對,
輸入部份由於你在按鍵的前端已經串電阻了,
倒是可以利用形成簡單的低通濾波即可,
如下圖(已經改成PowerMOS):

(原文件名:2010-01-26_122333.JPG)
註1:調整在Vin最低點時R1&R2間電壓輸出位準可以達到MCU的高電位
註2:調整在Vin最高點時PowerMOS的Gate電壓不大於VGS(例如:MAX VGS = 20V,VIN MAX = 24V 時ZD = 4V,Vin MAX不會超過VGS時則ZD可以省略)
註3:可用可不用(簡單的按鍵彈跳處理)

qianhng · 发表于 2010-1-26 12:34:32

LS R7接错地方了

修改原因，是说16楼的，发慢了一步

cf753951 · 发表于 2010-1-27 15:30:50

回复【17楼】jim20090418
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如果用普通PNP,比如8550，看Ic和Vce都满足要求

应该问题吧？

8550资料手册地址：

2TY(8550)ourdev_529663.pdf(文件大小:171K) (原文件名:SS8550.pdf)

jim20090418 · 发表于 2010-1-27 15:52:23

回复【10楼】cf753951 风驰骏马
我的产品中用到的是车载电源，大概12V-24V

需要电电流1.5A，NPN和PNP的选择上能不能推荐参考下？
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如果按照以上的規格,8550肯定是不行的,
而且PNP三極管還會產生1.5A*0.6V(VCE) = 0.9W的熱量

cinderellah · 发表于 2010-1-27 15:54:20

好图~记号~这个电路缺点是三极管导通需要耗一些电，怎样才能将耗电减到最低？

cinderellah · 发表于 2010-1-27 15:58:31

jim20090418 · 发表于 2010-1-27 16:04:31

回复【21楼】cinderellah
好图~记号~这个电路缺点是三极管导通需要耗一些电，怎样才能将耗电减到最低？
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改成PowerMOS管的耗電會達到最小(RDSon越小越省)

cinderellah · 发表于 2010-1-27 16:06:36

改mos管也是上面那个吧，底下那个还是会耗电~

jim20090418 · 发表于 2010-1-27 16:15:02

回复【24楼】cinderellah
改mos管也是上面那个吧，底下那个还是会耗电~
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NPN三極管一樣也可以用N-CH的MOS管取代,
何況就算用的是NPN三極管,耗能也不太大,頂多只有幾10~幾百uA
而且斷電時,是完全不耗電的.

cinderellah · 发表于 2010-1-27 16:17:34

呵呵~几十微安对某些应用来说已经很惊人了~

jim20090418 · 发表于 2010-1-27 16:28:04

回复【26楼】cinderellah
呵呵~几十微安对某些应用来说已经很惊人了~
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就看你應用在哪邊了,
以一個耗能12~24V 1.5A的產品去計較0.000NmW的耗能似乎是太過頭了,
而且市面上的MP3之類的大多數用的也是類似的電路,
這類產品也是要求功耗小.

xihacow · 发表于 2010-1-27 16:31:06

一键开关机的典型电路

vipcff · 发表于 2010-1-27 16:37:34

记号

cf753951 · 发表于 2010-1-27 18:59:22

回复【20楼】jim20090418
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我看到和类似的一个车载产品的电路，按键开关几乎和我们讨论的电路一样
它们的产品算相当成熟了。

PNP他们用的是137W
NPN用的是NH
稳压管用的是ZG
都是SOT-23封装的

它们是印在上面的markingcode(代码)

jim20090418 大哥不知道认识不？

jim20090418 · 发表于 2010-1-27 19:14:35

回复【30楼】cf753951 风驰骏马
我看到和类似的一个车载产品的电路，按键开关几乎和我们讨论的电路一样
它们的产品算相当成熟了。

PNP他们用的是137W
NPN用的是NH
稳压管用的是ZG
都是SOT-23封装的

它们是印在上面的markingcode(代码)

jim20090418 大哥不知道认识不？
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現在的PowerMOS價格很便宜了,又有體積小功率大的優點,
我想這個產品上用的應該是PowerMOS,
SOT-23的封裝有看過耐6A,
要便宜可以參考台灣的茂達半導體(ANPEC)及華瑞半導體的產品(你們這的半導體公司我不熟所以就沒辦法推薦了),
要穩定可以參考IR,FAIRCHILD,NXP....

APM2300(N-CH),APM2301(P-CH)這2個都是SOT-23封裝單價也很便宜,不過耐壓好像只到20V.

gdmfq · 发表于 2010-1-27 19:51:31

GOOD

christmas108 · 发表于 2010-1-27 20:28:17

mark

gzwireless · 发表于 2010-1-27 21:41:43

mark

yondyanyu · 发表于 2010-1-27 22:03:37

mark

litteworm · 发表于 2010-1-28 00:16:25

留个爪子好帖子谢谢分享

taiwentaotwt · 发表于 2010-2-25 09:06:16

mark!!!!!!

C307 · 发表于 2010-2-25 16:34:00

学习老

bourne · 发表于 2010-11-4 11:44:59

谢谢jim20090418
刚好解决我大问题了

kbdcj2000 · 发表于 2010-11-4 12:57:21

mark

taibao13 · 发表于 2010-11-4 14:43:39

mark

wangbin6030 · 发表于 2010-11-4 16:39:53

谢谢jim20090418

intense · 发表于 2010-11-5 11:05:33

mark

03024003 · 发表于 2010-11-5 11:15:23

mark

lbc___ · 发表于 2010-11-5 13:23:26

回复【1楼】jim20090418
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果然很巧妙

zhuzheng · 发表于 2010-11-5 15:07:50

Mark

lgm05082129 · 发表于 2010-11-5 16:51:27

回复【16楼】cf753951 风驰骏马
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（从ON到OFF）按键时，KIN中断脚高电平触发，MCU使HOLD脚为电平，致使NPN截止，12V电断。

我分析看来（从ON到OFF）按键时，KIN中断脚应该用下降沿触发，MCU使HOLD脚为电平，致使NPN截止，12V电断。如果用高电平触发的话只要按键按下就会进入中断....请解释下~！

oaixuw · 发表于 2011-4-21 13:54:10

记号

hero245 · 发表于 2011-6-1 01:12:45

mark 可能会用到，、。

yjtawfg · 发表于 2011-6-1 08:36:18

mark 开关机

guo69 · 发表于 2011-6-1 09:03:13

选PMOS管吧，可能要好些的

zbb8637 · 发表于 2011-6-1 13:09:08

学习了。

wmluoxiaojun · 发表于 2011-6-2 21:14:19

我也遇到了这个问题，我的是控制24V，因为电流很大，一下就烧坏了PNP管

jimi1205 · 发表于 2011-11-2 00:13:01

引用图片【1楼】jim20090418
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(原文件名:2010-01-25_194048.JPG)

justSaar · 发表于 2011-11-2 09:09:17

MCU开关挺巧 Mark

cqxubo01 · 发表于 2011-11-2 09:44:23

mark

suncq · 发表于 2011-11-2 12:35:56

mark

HZKJ · 发表于 2011-11-2 15:14:44

其实，电脑的电源开关键功能跟着类似，更靠好用

lmzlbf · 发表于 2016-7-13 10:16:23

7.4V双节锂电池，使用以上电路充电时开机液晶屏闪亮，处理办法？在关机状态或开机状态时充电工作正常，如果在充电状态下开机，液晶屏闪烁。如何解决。

lmzlbf · 发表于 2016-8-22 16:52:10

jim20090418 发表于 2010-1-25 19:50
下圖供你參考,需佔MCU 1~2個I/O
KeyIN為MCU的輸入,HOLD為MCU的輸出,
如果不抓取按鍵的動作(R1,R2,KeyIN) ...

按照硬件电路设计的电路，单片机选择STC12C5A60S2，软件只能开机不能关机。单片机在检测高电平（KEYIN）的时候需要上拉电阻，如这样就不能做到低功耗。是我的软件处理方式上有问题吗？请指教。谢谢！

lmzlbf · 发表于 2016-8-22 16:53:21

lmzlbf 发表于 2016-7-13 10:16
7.4V双节锂电池，使用以上电路充电时开机液晶屏闪亮，处理办法？在关机状态或开机状态时充电工作正常，如果 ...

更换充电器，以前的充电器是500mA的，现在换成1A，已解决。

lmzlbf · 发表于 2016-8-22 16:58:05

你好！请问你的单片机5v控制12v电源通断，现在进展如何？我正在做这个，需要你的帮助。电路按照

来做的，单片机选择的STC12C5A60S2现在只能开启电源，不能关闭电源。请指教。

lmzlbf · 发表于 2016-8-22 16:58:21

你好！请问你的单片机5v控制12v电源通断，现在进展如何？我正在做这个，需要你的帮助。电路按照

来做的，单片机选择的STC12C5A60S2现在只能开启电源，不能关闭电源。请指教。

单片机5V控制12V电源通断（单片机也由该12V电源供电）

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