一种开关机控制电路的制作方法

控制;调节装置的制造及其应用技术1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种开关机控制电路。背景技术：2.现有技术在实现机器人的开关机功能时主要采用以下三种：第一种是采用电源旋钮，通过机器人中的电源旋钮在on/off之间切换实现开关机；第二种是采用自锁按钮，通过按下自锁按钮实现开机，再次按下即松开关机；第三种是通过自锁按钮，按下开机，长按关机。3.然而，现有技术均是开关直接控制电路通断，开关信号与电源信号之间没有电气隔离设计，容易受到电磁干扰；进一步地，在开机后若立刻遇到用户的关机误操作时，容易造成硬盘等损坏，在关机时也无法保障机器人内部各部件按预定要求执行掉电顺序，进而造成部件损坏。技术实现要素：4.本发明提供一种开关机控制电路，以解决现有技术在进行开关机控制时存在的电磁干扰、误操作、掉电保障的问题。5.本发明的是这样实现的，一种开关机控制电路，包括：6.物理按键电路、虚拟按键电路、消抖电路、信号隔离电路、第一开关控制电路、第二开关控制电路、开关模块；7.所述物理按键电路，用于接收用户对物理按键的按压操作，根据所述按压操作接通电源与负载，以及接通电源与所述消抖电路；8.所述虚拟按键电路，用于接收单片机输出的开关信号，根据所述开关信号接通电源与所述消抖电路；9.所述消抖电路，用于在上电后，若通电时长达到预设时间阈值，则产生翻转信号；10.所述信号隔离电路，用于根据所述翻转信号对输出信号进行翻转处理，当输出信号为低电平时翻转为高电平以及保持输出信号为高电平预设时长，当输出信号为高电平时翻转为低电平；11.所述第一开关控制电路，用于接收信号隔离电路的输出信号，当所述输出信号为高电平时，控制所述开关模块导通使负载上电，当所述输出信号为低电平时，控制所述开关模块断开使负载断电；12.所述第二开关控制电路，用于当接收到单片机输出的关机信号时，根据所述关机信号控制所述开关模块断开使负载断电，所述关机信号为单片机根据信号隔离电路的输出信号翻转为低电平起的预设延迟时间后产生并输出的低电平信号；13.所述开关模块连接在电源与负载的导通回路上。14.可选地，所述开关模块包括第一电阻、第一电容、固态继电器；15.所述固态继电器的第一端连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和第一电容的第一端共接于电源，所述第一电容的第二端接地；16.所述固态继电器的第二端分别连接所述第一开关控制电路和第二开关控制电路；17.所述固态继电器的第三端与负载正极连接，第四端与负载负极连接。18.可选地，所述物理按键电路包括双路按键；19.其中，第一路按键连接在电源与负载的通路上；20.第二路按键连接在电源与所述消抖电路的通路上。21.可选地，所述虚拟按键电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管；22.所述第二电阻的第一端与电源连接；23.所述第二电阻的第二端与所述第三电阻第一端之间的共接点作为所述虚拟按键电路的输入端；24.所述第一三极管的基极与所述第三电阻第二端连接，发射极与电源连接，集电极与所述第四电阻的第一端连接；25.所述第四电阻的第二端与所述消抖电路连接。26.可选地，所述消抖电路包括第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻、施密特触发器、第四电容；27.所述第二电容的第一端、第三电容的第一端、第五电阻的第一端、第六电阻的第一端之间的共接点，作为所述消抖电路的输入端；28.所述第二电容的第二端、第三电容的第二端、第五电阻的第二端共接于地；29.所述第六电阻的第二端与所述施密特触发器的输入端连接；30.所述施密特触发器的输出端与所述信号隔离电路的输入端连接；31.所述施密特触发器的电源端与所述第四电容的第一端共接于电源；32.所述第四电容的第二端接地。33.可选地，所述信号隔离电路包括：第五电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第六电容、d类触发器；34.所述d类触发器的时钟控制端通过所述第七电阻与所述消抖电路的输出端连接；35.所述d类触发器的电源端与所述第五电容的第一端、第八电阻的第一端、第九电阻的第一端共接于电源；36.所述d类触发器的取非端与信号输入端连接；37.所述d类触发器的电源端前置端与所述第九电阻的第二端和第六电容的第一端之间的共接点连接；38.所述d类触发器的复位端与所述第八电阻的第二端连接；39.所述d类触发器的输出端作为所述信号隔离电路的输出端；40.所述d类触发器的接地端、第五电容的第二端、第六电容的第二端分别接地。41.可选地，所述第一开关控制电路包括：第十电阻、第二三极管；42.所述第十电阻的第一端作为所述第一开关控制电路的输入端；43.所述第二三极管的基极与所述第十电阻的第二端连接，发射极接地，集电极与所述开关模块连接。44.可选地，所述第一开关控制电路还包括：45.第十一电阻、发光二极管；46.所述第十一电阻的第一端连接电源，第二端与所述发光二极管的正极连接；47.所述发光二极管的负极与所述第十电阻的第一端共接于所述信号隔离电路的输出端。48.可选地，所述第二开关控制电路包括：49.第十二电阻、第十三电阻、第三三极管；50.所述第十二电阻的第一端连接电源；51.所述第十二电阻的第二端与所述第十三电阻的第一端之间的共接点作为所述第二开关控制电路的输入端；52.所述第三三极管的基极与所述第十三电阻的第二端连接，发射极接地，集电极与所述开关模块连接。53.可选地，所述电源为隔离电源。54.本发明提供了一种开关机控制电路，通过物理按键电路或虚拟按键电路接收开关信号；通过消抖电路在上电后通电时长达到预设时间阈值时产生翻转信号；通过信号隔离电路根据所述翻转信号将输出信号从低电平翻转为高电平以及保持输出信号为高电平预设时长，或者将输出信号从高电平翻转为低电平；最后由第一开关控制电路根据高电平控制所述开关模块导通使负载上电或根据低电平控制所述开关模块断开使负载断电；从而实现了开关信号与负载电源系统之间的电气隔离，有效地增强了抗干扰性能，并且实现了在开机后一段时间内屏蔽关机信号，有效地防止人员的误操作；以及通过设置两路开关控制电路，在第一开关控制电路控制开关模块断开使负载断电后，再次由第二开关控制电路根据单片机输出的低电平信号再次控制所述开关模块断开使负载断电，能够精准控制关机延迟时间，可保障在关机前所有机器人部件按预定要求执行掉电顺序，以及防止因掉电顺序问题导致的部件损坏。附图说明55.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。56.图1是本发明一实施例提供的开关机控制电路的示意图；57.图2是本发明另一实施例提供的开关机控制电路的示意图。具体实施方式58.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。59.本发明提供了一种开关机控制电路，通过物理按键电路或虚拟按键电路接收开关信号；通过消抖电路在上电后通电时长达到预设时间阈值时产生翻转信号；通过信号隔离电路根据所述翻转信号将输出信号从低电平翻转为高电平以及保持输出信号为高电平预设时长，或者将输出信号从高电平翻转为低电平；最后由第一开关控制电路根据高电平控制所述开关模块导通使负载上电或根据低电平控制所述开关模块断开使负载断电；从而实现了开关信号与负载电源系统之间的电气隔离，有效地增强了抗干扰性能，并且实现了在开机后一段时间内屏蔽关机信号，有效地防止人员的误操作；以及通过设置两路开关控制电路，在第一开关控制电路控制开关模块断开使负载断电后，再次由第二开关控制电路根据单片机输出的低电平信号再次控制所述开关模块断开使负载断电，能够精准控制关机延迟时间，可保障在关机前所有机器人部件按预定要求执行掉电顺序，以及防止因掉电顺序问题导致的部件损坏。60.图1为本发明实施例提供的开关机控制电路的示意图。如图1所示，所述开关机控制电路包括：61.物理按键电路10、虚拟按键电路20、消抖电路30、信号隔离电路40、第一开关控制电路50、第二开关控制电路60、开关模块70；62.所述物理按键电路10，用于接收用户对物理按键的按压操作，根据所述按压操作接通电源与负载，以及接通电源与所述消抖电路30；63.所述虚拟按键电路20，用于接收单片机输出的开关信号，根据所述开关信号接通电源与所述消抖电路30；64.所述消抖电路30，用于在上电后，若通电时长达到预设时间阈值，则产生翻转信号；65.所述信号隔离电路40，用于根据所述翻转信号对输出信号进行翻转处理，当输出信号为低电平时翻转为高电平以及保持输出信号为高电平预设时长，当输出信号为高电平时翻转为低电平；66.所述第一开关控制电路50，用于接收信号隔离电路40的输出信号，当所述输出信号为高电平时，控制所述开关模块70导通使负载上电，当所述输出信号为低电平时，控制所述开关模块70断开使负载断电；67.所述第二开关控制电路60，用于当接收到单片机输出的关机信号时，根据所述关机信号控制所述开关模块断开使负载断电，所述关机信号为单片机根据信号隔离电路40的输出信号翻转为低电平起的预设延迟时间后产生并输出的低电平信号；68.所述开关模块70连接在电源与负载的导通回路上。69.在这里，所述负载可以为机器人，因此本实施例提供的开关机控制电路课应用于机器人。本发明实施例通过物理按键电路10、虚拟按键电路20产生开关信号，然后由消抖电路30对开关信号进行抚平，当且仅当所述消抖电路30在上电后的通电时长达到预设时间阈值时产生翻转信号，比如3秒；所述消抖电路30每输出一次翻转信号，所述信号隔离电路40的输出信号翻转一次，从当前的高电平翻转为低电平，或者从当前的低电平翻转为高电平。最后由所述第一开关控制电路50根据所述信号隔离电路40输出的高电平控制所述开关模块70导通使负载上电，或者根据所述信号隔离电路40输出的低电平控制所述开关模块70断开使负载断电，从而实现了开关信号与负载电源系统之间的电气隔离，有效地增强了抗干扰性能。70.在这里，所述物理按键电路10通过接收用户对物理按键的按压操作产生开关信号。所述虚拟按键电路20通过接收单片机输出的电信号得到开关信号，所述开关信号为用户对计算机界面上的控件进行操作得到。71.当所述物理按键电路10或虚拟按键电路20发出开关信号时，所述消抖电路30根据开关信号接通电源，并在上电后若通电时长达到预设时间阈值时产生翻转信号，所述翻转信号提供给所述信号隔离电路40，使信号隔离电路40的输出信号发生电平翻转。72.其中，在输出信号翻转为高电平后，所述信号隔离电路40可在预设时长内保持高电平输出不变，比如20秒，从而实现了在开机后一段时间内屏蔽关机信号，有效地防止了人员的误操作。73.本发明实施例还通过设置两路开关控制电路，并且将所述信号隔离电路40的输出信号提供给单片机。在第一开关控制电路50根据低电平控制开关模块70断开使负载断电后，由所述单片机再输出关机信号，所述第二开关控制电路60根据所述关机信号再次控制所述开关模块70断开使负载断电。其中，所述开关信号为单片机根据信号隔离电路40的输出信号翻转为低电平起的预设延迟时间后产生并输出的低电平信号。示例性地，所述预设延迟时间可以为1分钟，从而能够根据需求精准控制关机延迟时间，可保障在关机前所有机器人部件按预定要求执行掉电顺序，以及防止因掉电顺序问题导致的部件损坏，比如硬盘损坏等问题。74.可选地，作为本发明的一个优选示例，如图2所示，所述开关模块70包括第一电阻r1、第一电容c1、固态继电器u1；75.所述固态继电器u1的第一端连接第一电阻r1的第一端，所述第一电阻r1的第二端和第一电容c1的第一端共接于电源，所述第一电容c1的第二端接地；76.所述固态继电器u1的第二端分别连接所述第一开关控制电路50和第二开关控制电路60；77.所述固态继电器u1的第三端与负载正极k1-1连接，第四端与负载负极k1-2连接。78.所述物理按键电路10包括双路按键k；79.其中，第一路按键k1连接在电源与负载的通路上；80.第二路按键k2连接在电源与所述消抖电路30的通路上。81.当用户按下所述双路按键k时，同时接通电源与负载，以及电源与所述消抖电路30，负载与所述消抖电路30同时上电使能。82.所述消抖电路30包括第二电容c2、第三电容c3、第五电阻r5、第六电阻r6、施密特触发器u2、第四电容c4；83.所述第二电容c2的第一端、第三电容c3的第一端、第五电阻r5的第一端、第六电阻r6的第一端之间的共接点，作为所述消抖电路30的输入端；84.所述第二电容c2的第二端、第三电容c3的第二端、第五电阻r5的第二端共接于地；85.所述第六电阻r6的第二端与所述施密特触发器u2的输入端连接，86.所述施密特触发器u2的输出端与所述信号隔离电路40的输入端连接；87.所述施密特触发器u2的电源端与所述第四电容c4的第一端共接于电源vcc；88.所述第四电容c4的第二端接地。89.在这里，如图2所示，当用户按下双路按键k时，电源vcc经过第一路按键k1给负载供电，经过第二路按键k2给第二电容c2、第三电容c3充电，充电时间大概100ms。第二电容c2、第三电容c3的电压逐渐上升，提供给所述施密特触发器u2的输入端u2-1。当第二电容c2、第三电容c3的电压上升到施密特触发器u2的高电平阈值电压时，施密特触发器u2的输出端u2-6输出翻转信号。可选地，所述翻转信号为高电平。当双路按键k松开时，第二电容c2、第三电容c3经过第五电容r5放电，第二电容c2、第三电容c3的电压逐渐下降，当下降到施密特触发器u2的低电平阈值电压范围时，施密特触发器u2的输出端u2-6输出一个低电平。可见，在本发明实施例中，双路按键k按下后松开，施密特触发器u2的输出端u2-6输出一个高电平脉冲。90.可选地，本发明实施例还提供了虚拟按键电路30。所述虚拟按键电路30包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一三极管q1；91.所述第二电阻r2的第一端与电源vcc连接；92.所述第二电阻r2的第二端与所述第三电阻r3第一端之间的共接点作为所述虚拟按键电路30的输入端；93.所述第一三极管q1的基极与所述第三电阻r3第二端连接，发射极与电源vcc连接，集电极与所述第四电阻r4的第一端连接；94.所述第四电阻r4的第二端与所述消抖电路30连接。95.在这里，当用户在计算机设备的控件上输入开关机指令时，比如点击、长按等，单片机据此输出电信号。所述虚拟按键电路30通过输入端从单片机接收电信号作为开关信号。可选地，所述开关信号为低电平时，所述第一三极管q1饱和导通，电源vcc经过第四电阻r4给第二电容c2、第三电容c3充电，充电时间大概100ms。第二电容c2、第三电容c3的电压逐渐上升，提供给所述施密特触发器u2的输入端u2-1。当第二电容c2、第三电容c3的电压上升到施密特触发器u2的高电平阈值电压时，施密特触发器u2的输出端u2-6输出翻转信号。当所述开关信号为高电平时，所述第二电容c2、第三电容c3经过第五电阻r5放电，放电到施密特触发器u2的低电平阈值电压范围时，施密特触发器u2的输出端u2-6输出一个低电平。可见，在本发明实施例中，单片机每输出一个低电平脉冲，施密特触发器的输出端u2-6输出一个高电平脉冲。96.在所述消抖电路30中，本发明实施例通过第二电容c2和第三电容c3的充放电到预设阈值来触发施密特触发器u2输出高电平脉冲，用作所述信号隔离电路40的时钟信号，控制所述信号隔离电路40的输出信号发生电平翻转进而控制开关模块70的导通和断开，从而有效地消除了物理按键或虚拟按键的抖动影响。97.作为本发明的一个优选实例，所述信号隔离电路40包括：98.第五电容c5、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第六电容c6、d类触发器u3；99.所述d类触发器u3的时钟控制端clk通过所述第七电阻r7与所述消抖电路30的输出端连接；100.所述d类触发器u3的电源端vcc与所述第五电容c5的第一端、第八电阻r8的第一端、第九电阻r9的第一端共接于电源vcc；101.所述d类触发器u3的取非端q#与信号输入端d连接；102.所述d类触发器u3的电源端前置端pre#与所述第九电阻r9的第二端和第六电容c6的第一端之间的共接点连接；103.所述d类触发器u3的复位端clr#与所述第八电阻r8的第二端连接；104.所述d类触发器u3的输出端q作为所述信号隔离电路40的输出端；105.所述d类触发器u3的接地端gnd、第五电容c5的第二端、第六电容c6的第二端分别接地。106.在所述d类触发器u3中，时钟控制端clk用于接收消抖电路30输出的翻转信号，即高电平脉冲；信号输入端d与取非端q#连接，用于采样取非端q#的信号作为输入信号，提供给所述输出端q；所述取非端q#用于采样输出端q的输出信号并对其取反。每当时钟控制端clk从施密特触发器u2的输出端u2-6接收到一个高电平脉冲时，输出端q的电平翻转一次，从当前的低电平翻转为低电平或者从当前的高电平翻转为低电平。其中高电平用于控制开关模块70导通，低电平用于控制开关模块70断开，从而实现了开关信号与负载电源系统之间的电气隔离，有效地增强了抗干扰性能。107.所述d类触发器u3的电源端前置端pre#控制着输出端q，当电源前置端pre#为低电平时，所述输出端q输出高电平。当用户按下双路按键k，第一路按键k1接通电源与负载之间的回路，输出端q强制输出高电平；另一方面，电源vcc通过第九电阻r9开始向第六电容c6充电，电源前置端pre#为低电平，直到第六电容c6电压上升到预设阈值时电源前置端pre#变为高电平。可见，在第六电容c6上升到预设阈值之前，电源前置端pre#输出低电平使输出端q保持输出高电平，以锁定开机状态，从而实现了在开机后一段时间内屏蔽关机信号，有效地防止了人员的误操作。108.在开关控制方面，本发明实施例提供了两路开关控制电路，分别为第一开关控制电路50和第二开关控制电路60。109.其中，所述第一开关控制电路50包括：第十电阻r10、第二三极管q2；110.所述第十电阻r10的第一端作为所述第一开关控制电路50的输入端；111.所述第二三极管q2的基极与所述第十电阻r10的第二端连接，发射极接地，集电极与所述开关模块70连接。112.在这里，所述第一开关控制电路50的输入端连接所述信号隔离电路40的d类触发器u3的输出端q，接收输出端q的电平信号。由于所述信号隔离电路40受所述物理按键电路10和虚拟按键电路20控制，因此，所述物理按键电路10和虚拟按键电路20均可控制所述第一开关控制电路50。当双路按键k或者虚拟按键控制所述信号隔离电路40的d类触发器u3的输出端q输出高电平时，所述第二三极管q2饱和导通，固态继电器u1导通，使得k1_1与k1_2导通；当输出端q输出低电平时，所述第二三极管q2截止，固态继电器u1不导通，使得k1_1与k1_2不导通。其中，k1_1与k1_2导通对应负载开机，k1_1与k1_2不导通对应负载关机。113.可选地，作为本发明的一个优选示例，所述第一开关控制电路50还可以包括第十一电阻r11、发光二极管led；114.所述第十一电阻r11的第一端连接电源vcc，第二端与所述发光二极管led的正极连接；115.所述发光二极管led的负极与所述第十电阻r10的第一端共接于所述信号隔离电路40的输出端q。116.在这里，本发明实施例通过所述发光二极管led来标识负载的状态，其中，当所述信号隔离电路40的d类触发器u3的输出端q输出高电平时，所述第二三极管q2饱和导通，所述发光二极管led截止；当输出端q输出低电平时，所述第二三极管q2截止，所述发光二极管led导通。因此，用户可通过观察发光二极管led直观得到负载的状态，其中发光二极管led点亮时表示负载处在关机状态，发光二极管led灭灯时表示负载处在开机状态。117.可选地，所述第二开关控制电路60包括：118.第十二电阻r12、第十三电阻r13、第三三极管q3；119.所述第十二电阻r12的第一端连接电源vcc；120.所述第十二电阻r12的第二端与所述第十三电阻r13的第一端之间的共接点作为所述第二开关控制电路60的输入端；121.所述第三三极管q3的基极与所述第十三电阻r13的第二端连接，发射极接地，集电极与所述开关模块70连接。122.在这里，所述第二开关控制电路60的输入端连接单片机，接收单片机输出的电平信号。单片机通过所述信号隔离电路40的d类触发器u3的输出端q输出的电平信号，得到负载状态，是开机还是关机。若负载要进入开机状态时，单片机可直接产生并输出高电平信号。当所述第二开关控制电路60接收到高电平信号时，第三三极管q3饱和导通，进而控制固态继电器u1导通，使k1_1与k1_2导通，k1_1与k1_2导通对应负载开机。123.在所述信号隔离电路40的输出信号翻转为低电平，负载进入关机状态后，所述单片机可在所述信号隔离电路40的输出信号翻转为低电平起的预设延迟时间后，再次产生并输出的低电平信号。当所述第二开关控制电路60接收到低电平信号时，第三三极管q3饱和导通，进而控制固态继电器u1断开，使k1_1与k1_2不导通，k1_1与k1_2不导通对应负载关机。其中，所述预设延迟时间可根据具体需求设置，比如1min，从而能够根据需求精准控制关机延迟时间，可保障在关机前所有机器人部件按预定要求执行掉电顺序，以及防止因掉电顺序问题导致的部件损坏，比如硬盘损坏等问题。124.可选地，作为本发明的一个优选示例，所述电源还可以为隔离电源。通过采用隔离电源，降低负载在无线充电的状态下的电磁干扰影响，避免负载不受控地开关机。125.应当理解，上述提到的负载可以为机器人等用电设备。126.应当理解，上述功能模式仅为本发明的一个实施例，并不用于限制本发明。在其他的一些实施例中，也可以根据实际需要设置功能模式具体控制逻辑。127.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。









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