一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路技术方案

本发明专利技术公开一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，其包括按键电路、CPU、开关电源、FPGA看门狗电路、三态门缓冲器、电池和PMOS管供电切换电路，电源切换模块用于市电供电与电池供电的切换，按键电路用于系统开机、CPU开机信号检测和FPGA开机信号检测，PMOS管开关使能电路用于控制PMOS管供电切换电路的使能，FPGA看门狗电路用于系统出错时发出关机信号，CPU用于系统开关机控制。本发明专利技术采用硬件与软件配合，软开机系统是设置长按2秒才会起作用，大大降低了误操作的可能性。本发明专利技术在CPU系统死机的情况下可以由FPGA的看门狗来触发关机。本发明专利技术可挂电池供电实现供电的无缝对接。

【技术实现步骤摘要】
一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路
本专利技术涉及数据采集领域，尤其涉及一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路。
技术介绍
数据采集系统的运用越来越广，现在的数据采集系统大多采用软开机电路。可是目前多大数的软开机更能都较为单一。功能好一点的软开机电路又要增加很多硬件的成本，实现起来也比较麻烦，当然可维护性也大打折扣。现有技术中存在如下缺点：1、大部分软开机电路都存在不稳定容易误操作。2、大部分软开机电路的触发电路需要独立的电源供电。3、大部分软开机电路不带电池路径供电回路。4、大部分软开机电路关机都是直接关开关电源的热端（开关电源芯片端）。5、大部分软开机电路无法实现开关电源与电池无缝供电。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，可带电池、硬件所占空间小、轻量化、硬件稳定可靠、可维护性强。本专利技术采用的技术方案是：一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，其包括按键电路、CPU、开关电源、FPGA看门狗电路、三态门缓冲器、电池和PMOS管供电切换电路，电源切换模块用于市电供电与电池供电的切换，按键电路用于系统开机、CPU开机信号检测和FPGA开机信号检测，PMOS管开关使能电路用于控制PMOS管供电切换电路的使能，FPGA看门狗电路用于系统出错时发出关机信号，CPU配置有控制指令用于系统开关机控制，市电供电连接开关电源，开关电源通过一充电管理电路连接电池，CPU分别连接FPGA看门狗电路、三态门缓冲器和按键电路，FPGA看门狗电路连接三态门缓冲器，三态门缓冲器和按键电路分别连接PMOS开关使能电路，PMOS开关使能电路、电池和开关电源分别连接PMOS管供电切换电路，PMOS管供电切换电路为系统供电，市电供电通过一市电信号隔离与整形电路连接PMOS管供电切换电路。进一步地，PMOS管开关使能电路包括电阻R3和R12，PMOS管供电切换电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管和第五二极管，电池的输出端分别连接第一PMOS管的漏极和第五二极管的正极，第五二极管的负极、第一PMOS管和第四PMOS管的源极连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端，第一PMOS管的基极通过充电管理电路连接开关电源的输出端，按键电路包括开关、第二二极管、第三二极管，开关的一端接地，开关另一端通过电阻R7分别连接第二二极管和第三二极管的负极，第二二极管的正极分别连接第四PMOS管的基极和电阻R12的另一端，第三二极管的正极分别连接CPU的按键检测引脚、分压电阻R9的一端和分压电阻R13的一端，分压电阻R9的另一端连接FPGA的按键检测引脚，分压电阻R13的另一端连接3.3V直流电源，开关电源的输出端连接第二PMOS管的漏极，第二PMOS管的源极连接第三PMOS管的源极，第二PMOS管和第三PMOS管的源极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接市电信号隔离与整形电路，第二PMOS管和第三PMOS管的基极分别连接市电信号隔离与整形电路，市电信号隔离与整形电路包括第二三极管、第三电容、第六电容、第七电容、第四二极管，市电供电通过第六电容分别连接第四二极管的正极和电阻R5的一端，第四二极管的负极通过电阻R18连接第二三极管的基极，第四二极管的负极通过第七电容接地，电阻R5的另一端接地，电阻R3的另一端、第二PMOS管和第三PMOS管的基极分别连接第二三极管的集电极，第二三极管的集电极通过第三电容接地，第二三极管的发射极接地，所述充电管理电路包括第一二极管和第一电容，开关电源的输出端连接第一二极管的正极，第一二极管的负极通过电阻R6分别连接电阻R10、第一电容和第一PMOS管的基极，电阻R10和第一电容的另一端接地，看门狗电路包括第一三极管、第二电容、第四电容和第五电容，CPU的按键保持引脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接三态门缓冲器的输出端、第二电容的一端、电阻R11的一端和电阻R16的一端，第二电容和电阻R11的另一端接地，电阻R16的另一端连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过电阻R15连接电阻R12的另一端，CPU的三态门使能引脚通过R8分别连接电阻R4的一端、第四电容的一端和三态门缓冲器的使能引脚，三态门缓冲器的接地引脚和第四电容的另一端接地，CPU的看门狗输入引脚分别连接三态门缓冲器的输入端和电阻R14的一端，第五电容的一端、三态门缓冲器的电源端、电阻R4的另一端和电阻R14的另一端分别连接3.3V直流电源，第五电容的另一端接地，三态门缓冲器的输出端分别连接电阻R1的一端和电阻R17的另一端，电阻R1的另一端连接3.3V直流电源。进一步地，电源切换模块用于市电供电与电池供电的切换。进一步地，三态门缓冲器采用SGM7SZ125。进一步地，第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管和第四PMOS管均采用CSD25402。进一步地，第一三极管和第二三极管均采用2SC2712。进一步地，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管均采用的是1SS355。进一步地，第五二极管采用B140-13-F，第五二极管为电池供电回路的预供电。进一步地，电阻R1的取值为10MΩ，电阻R3、R4、R5的取值均为100KΩ，电阻R6、R7、R8、R9的取值均为100Ω，电阻R10、R11、R12、R13、R14的取值均为10KΩ，电阻R15的取值为10Ω，电阻R16、R17的取值均为1KΩ，电阻R18的取值为470Ω，电容C1、C2、C3、C4和C5的取值为100nF，电容C6的取值为1μF，电容C7为470nF。本专利技术采用以上技术方案，当采集系统使用市电供电时第二PMOS管和第三PMOS管导通，第一PMOS管截止，当采集系统使用电池供电时第二PMOS管和第三PMOS管截止，第一PMOS管导通。此时开关两秒的第四PMOS管导通系统正常供电，CPU加载BIOS。CPU的按键检测引脚POWER_KEY_CHECK检测到按键信号。CPU对检测到的信号做开机保持处理，置CPU的按键保持引脚POWER_CONTROL为低电平，置三态门使能引脚CP_READY也为低电平保证此时不受FPGA未配置前不稳定状态影响。加载BIOS后配置FPGA，FPGA配置完成自动运行设定好的看门狗电路。CPU设置特定时间喂FPGA的看门狗。且置三态门使能引脚CP_READY为高电平。使FPGA在CPU死机或异常的时候可以释放高电平信号让第四PMOS管截止从而使系统关机。FPGA的按键检测引脚FP_POWER_CHECK的按键信号检测端，其作用是在CPU发生一些更特殊的意外情况下，长按开关10秒可以触发FPGA的关机动作。在系统正常运行的情况下长按开关2秒即可正常关机。正常关机信号处理是通过CPU的按键检测引脚POWER_KEY_CHECK传到CPU内部去处理的。本专利技术采用硬件与软件配合实现的，不同于其它的软开机电路轻按一下就立马开机再轻按一下就立即关机，这样很容易因为误碰到导致误操作，本专利技术的软开机系统是设置长按2秒才会起作用，大大降低了误操作的可能性。本专利技术在CPU系统死机的情况下可以由FPGA的看门狗来触发关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，其特征在于：其包括按键电路、CPU、开关电源、FPGA看门狗电路、三态门缓冲器、电池和PMOS管供电切换电路，电源切换模块用于市电供电与电池供电的切换，按键电路用于系统开机、CPU开机信号检测和FPGA开机信号检测，PMOS管开关使能电路用于控制PMOS管供电切换电路的使能，FPGA看门狗电路用于系统出错时发出关机信号，CPU配置有控制指令用于系统开关机控制，市电供电连接开关电源，开关电源通过一充电管理电路连接电池，CPU分别连接FPGA看门狗电路、三态门缓冲器和按键电路，FPGA看门狗电路连接三态门缓冲器，三态门缓冲器和按键电路分别连接PMOS开关使能电路，PMOS开关使能电路、电池和开关电源分别连接PMOS管供电切换电路，PMOS管供电切换电路为系统供电，市电供电通过一市电信号隔离与整形电路连接PMOS管供电切换电路。

【技术特征摘要】
1.一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，其特征在于：其包括按键电路、CPU、开关电源、FPGA看门狗电路、三态门缓冲器、电池和PMOS管供电切换电路，电源切换模块用于市电供电与电池供电的切换，按键电路用于系统开机、CPU开机信号检测和FPGA开机信号检测，PMOS管开关使能电路用于控制PMOS管供电切换电路的使能，FPGA看门狗电路用于系统出错时发出关机信号，CPU配置有控制指令用于系统开关机控制，市电供电连接开关电源，开关电源通过一充电管理电路连接电池，CPU分别连接FPGA看门狗电路、三态门缓冲器和按键电路，FPGA看门狗电路连接三态门缓冲器，三态门缓冲器和按键电路分别连接PMOS开关使能电路，PMOS开关使能电路、电池和开关电源分别连接PMOS管供电切换电路，PMOS管供电切换电路为系统供电，市电供电通过一市电信号隔离与整形电路连接PMOS管供电切换电路。2.根据权利要求1所述的一种运用于数据采集系统的带电池路径的软开机电路，其特征在于：所述PMOS管开关使能电路包括电阻R3和R12，PMOS管供电切换电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管和第五二极管，电池的输出端分别连接第一PMOS管的漏极和第五二极管的正极，第五二极管的负极、第一PMOS管和第四PMOS管的源极连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端，第一PMOS管的基极通过充电管理电路连接开关电源的输出端，按键电路包括开关、第二二极管、第三二极管，开关的一端接地，开关另一端通过电阻R7分别连接第二二极管和第三二极管的负极，第二二极管的正极分别连接第四PMOS管的基极和电阻R12的另一端，第三二极管的正极分别连接CPU的按键检测引脚、分压电阻R9的一端和分压电阻R13的一端，分压电阻R9的另一端连接FPGA的按键检测引脚，分压电阻R13的另一端连接3.3V直流电源，开关电源的输出端连接第二PMOS管的漏极，第二PMOS管的源极连接第三PMOS管的源极，第二PMOS管和第三PMOS管的源极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接市电信号隔离与整形电路，第二PMOS管和第三PMOS管的基极分别连接市电信号隔离与整形电路，市电信号隔离与整形电路包括第二三极管、第三电容、第六电容、第七电容、第四二极管，市电供电通过第六电容分别连接第四二极管的正极和电阻R5的一端，第四二极管的负极通过电阻R18连接第二三极管的基极，第四二极管的负极通过第七电容接地，电阻R5的另一端接地，电阻R3的另一端、第二PMOS管和第三PMOS管的基极分别连接第二三极管的集电极，第二三极管的集电极通过第三电容接地，第二三极管的发射极接地，所述充电管理电路包括第一二极管和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊钦，蓝永祥，吴达鑫，
申请(专利权)人：福建利利普光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35