聪明的方法来检测按钮（耗电量更少）

在一个特定项目的会议中，我被要求考虑使用MCU来检测按钮按下的方式。检测应消耗尽可能少的功率。乍一看，我认为典型的电路具有上拉或下拉功能：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

我在这里没有说明一些防弹跳功能，因为这超出了这个问题的范围。在任何一种情况下，按下按钮时，流过的总电流值取决于电阻器的值。为了最小化它（电流），我可以增加电阻值，但不能增加太多，因为如果我对，它还取决于输入引脚的泄漏值。另外，较大的电阻会缓慢恢复。

我的问题是以下问题：检测不消耗功率的按钮（通常用于高功率消耗的应用程序）的聪明方法是什么？按下按钮时，是否有什么方法几乎不会消耗能量？

我曾经使用的一种低电流方法是在两个微控制器I / O引脚之间连接一个开关。

一个I / O被配置为输出（SWO）。第二个配置为启用可编程内部上拉的输入（SWI）。

开关状态很少（每10毫秒）通过软件中断例程进行采样。读取顺序为：将SWO驱动为低电平，将SWI读取为驱动，将SWO驱动为高电平。

这意味着在扫描过程中，按下的开关仅通过SWI自身和SWO吸收SWI下拉电流的时间不到1 us，而按下的开关则没有吸收电流。每10毫秒<1 us的电流消耗导致很小的平均平均电流消耗。

单刀双掷（š英格尔P OLE d ouble 牛逼 HROW）按钮将你的超高效按钮。

资料来源：http : //www.ni.com/white-paper/3960/en/

在您的情况下，将1P送至MCU，将1T送至VCC，将2T送至GND。

该按钮将被按下多长时间？如果它不是拨动开关（保持其状态）而是瞬时开关，则由于按钮实际闭合的时间短，因此在按下按钮时流过的电流基本上无关紧要。

您显示的两个电路中的任何一个都可以，没关系。

您可以假设输入到MCU输入的泄漏和/或电流可以忽略不计。如今，所有MCU均采用CMOS技术，输入电流几乎为零。所以不要再考虑了，它不存在。

除了使用外部电阻之外，您还可以使用内置在许多MCU输入中的内部上拉电阻。该电阻值可能相对较低（也许为50 kohm），所以当按下按钮时会流过小电流。

您甚至可以安全地使用1 Mohm电阻进行上拉/下拉。仅在非常“脏”（从电气角度而言）的环境中，您可能需要较低的值。您还可以在开关上并联放置一个100 nF电容器，以抑制附近其他电路的干扰。

专家提示：在PCB上为此类电容器保留一个位置，但不要安装盖子。然而。如果出现问题，请放置它，看看是否有帮助。

要检测开关的状态，请使用轮询（如TonyM的回答）或使用interrupt。取决于应用程序（MCU）的功耗哪个更好。

我使用的一种方法是利用CMOS输入的电容特性。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在开关上方的电路中，当闭合时，允许下拉电阻将GPIO的输入电容充电/放电至地电位。

该电路的窍门是利用GPIO的双向特性，以在开关断开时将输入充电至逻辑高电平。

控制例程会定期将引脚变为高电平，或短暂使能上拉，持续足够长的时间以保持对电容的充电。然后，输入引脚就像一个动态存储位，对于大多数设备，将在相当长且可用的时间内保持该电荷。

正确配置后，如果按下按钮，则引脚上的电荷放电将比刷新速率快。然后可以将该条件检测为刷新算法的一部分，作为刷新操作之前的读取，或用于驱动中断。

在刷新脉冲期间短暂使用电源，既可以为电容器充电，也可以通过电阻器进行充电，并在电阻闭合时进行开关。但是，刷新脉冲的长度很短，并且轮询频率导致刷新电流相对较小。

显然，这种方法是一种活跃的方法。如果微型计算机进入睡眠状态，则唤醒后开关的状态将不确定。唤醒后的第一个刷新周期必须忽略引脚读操作。同样，此方法也不应用于唤醒微控制器。上床睡觉之前，也应使该引脚作为低输出，以使其处于零电流状态。

为了读取更多的静态开关，如设置DIP开关，可以使用专用例程，而不是连续的刷新周期。读取后，应将GPIO引脚“停放”在一个有效的低输出状态（零电流），以避免出现浮动输入问题。

注意：如果走线长度较长并且经过嘈杂的区域，则此技术的确会对噪声敏感度造成影响。因此，R1应该靠近输入引脚。但是，除非您在该引脚附近添加额外的电容，否则我不建议您将它挂在前面板上某个距离的开关上。

如果您的按钮是压电开关，则唯一需要的功率就是按下按钮所产生的功率。

例如：R2 / C1收集按下压电产生的能量。D1防止C1电压过高。释放按钮时，R1排空C1。MCU GPIO必须处于输入，无上拉模式。Voilà，按钮检测，电源消耗零电流。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果设备需要无限期地保持在任何一种状态，则使用SPDT开关将是最低功耗的方法，因为可以制作静态电路以吸收超出其自身和开关内部泄漏电流的电流。SPDT开关的另一个优点是，无论它们以多快的速度操作或触点可能有多弯曲，它们几乎都可以被去抖，前提是只有在一个触点停止跳动之前，另一个触点才开始读为闭合。

有两种连接此类交换机的好方法：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

第一种方法需要比第二种方法少一个电阻，但是第二种方法将更能容忍两极之间的重叠（它会吸收比平时更高的电流，但不会使电源完全短路）。请注意，如果开关可以进入长时间处于中等电阻状态，则可能会消耗比平时大得多的电流，但是在正常使用期间，除了两个电阻之间的短暂瞬间外，所有电阻器都不会携带任何大电流。开关改变状态并输出响应的时间。

使用微控制器的内部上拉电路，并在检测到按下时禁用上拉电路。然后偶尔重新启用它以检查按钮状态。