保护单片机输入引脚免受软电源开关的影响

我正在为微控制器开发软电源开关，其中瞬时开关可以打开电路（包括微控制器），然后再次按下该开关时，微控制器可以在执行一些清理操作后自行关闭。

到目前为止，我具有上述电路，但不确定是否可靠。我正在使用锂离子电池（3.7-4.2V）和TC1015调节器（3.0V输出）。这个想法是，当按下开关时，调节器打开，然后微控制器设置为uC Power高电平，保持导通状态。第二次按下该开关时，中断uC Switch将使微控制器设置为uC Power低电平，从而将其自身关闭。

我不确定的是，是否需要保护微控制器不受电池电压的影响。我使用的微控制器的I / O引脚上的绝对最大电压为Vdd + 0.4V，因此我不确定如何最好地处理。

第二，当调节器处于“关闭”状态时，该电路是否会真正阻止其开启？我曾考虑过在使能线上使用下拉电阻，但担心芯片通电时的电流消耗。

编辑：微控制器是将被切换的主要负载，因此不幸的是，将其置于低功耗模式将无法工作。

编辑2（发布答案后）：

我最终使用了以下电路：

先前发布的电路工作得不是很好，并且当微控制器不为其供电时，浮动使能线存在问题。

新电路使用触发器，数据线通常拉低。按下开关将使时钟启动，从而打开系统。随后按下开关会将CLOCK线路驱动为高电平（允许微控制器感测按下），但不会影响调节器的输出。一旦微控制器准备断电，它将设置DATA高电平然后将其设置CLOCK高电平，这将导致调节器关闭。

关于此设置的真正好处之一是，第一次按下按钮即可打开调节器，并保持打开状态，直到微控制器准备关闭为止。弹跳不是问题，因为无论时钟线变为高电平多少次，数据线仍会通过下拉保持低电平。此外，电流消耗应非常小（仅当触发器和TC1015处于断开状态时），并且在接通时通过电阻的电流也将最小。

确实需要保护微控制器不受时钟线上的电池电压的影响，但是正如@Andy aka所建议的那样，可以使用上的电阻器来实现CLOCK。

R1和R2会将电流限制在uC引脚上，这通常足以保护您的设备-您只需要检查规格中的“极限”电流，并选择一个适合uC电源的电阻值即可。可能为0V（未供电）。齐纳二极管可以在此基础上省去。

可靠性是另一个问题。开关跳动可能会导致uC打开然后关闭几次，因此编写代码以了解这一点。

我认为启用电阻可能是可取的，但可能在+ 10K范围内，可能更高，可能为100k。

关断引脚上的电压必须至少为Vin的45％，所以这不是问题。

这似乎是一个自锁系统，理论上应该可以像自锁继电器电路那样工作（使用按钮来打开继电器，然后由于负载引脚和线圈引脚连接在一起，因此继电器保持导通状态）只要电源到负载引脚）。

要进行测试，而无需冒险使用微控制器，您可以执行此操作。添加一个虚拟负载以使调节器保持满意状态（也有几个指示灯，因此您可以看到它正在工作），然后将输出连接到标记的位置uC Power。按下开关后，稳压器应启动，打开LED和uC电源，这又应将使能引脚保持逻辑高电平（关闭逻辑高电平至少为VIN的45％，因此在4.2V输入时为1.89V。 ）。

因此，如果您按下按钮并且释放后LED保持亮起，则它起作用。如果没有，它将无法按原样工作。

警告：我是这样说的，但不确定齐纳二极管将如何引起电路反应。

连接电池，微控制器信号和调节器的SHDN *输入（重命名为EN）的电路似乎很不稳定。

如何使用闩锁（依靠电池供电）来捕获钥匙的闭合。然后，可以将该锁存器的输出与来自MCU的信号进行“或”运算，以驱动稳压器的SHDN *引脚（在示意图中重命名为EN）。引导时，MCU应首先驱动其使能线，然后清除锁存器，从而确保EN保持有效。

随后的按钮动作可通过闩锁进行监视：如果再次按下开关，则闩锁将再次变高。MCU注意到这一点并清除锁存器及其启用信号，从而触发关闭。由于开关是锁存的，因此MCU只需以轻松的频率对其进行轮询即可非常方便地进行监控。

另一种可选的改进方案是电路，以确保当电池本身上线时，系统在不使用按钮的情况下上电。这可能是设置锁存器的某种脉冲。

用合适的电阻将EN拉低，并将其连接到单片机的io引脚。开关进入单片机的输入引脚。按下按钮会触发mcu输入引脚上的中断，从而切换控制LDO的EN引脚的输出引脚。

将MCU置于深度睡眠状态将使该引脚被拉低并禁用LDO。用开关触发中断将其唤醒，再次将引脚拉高，然后再次打开使能LDO。