開關(guān)機(jī)功能是使用電池供電系統(tǒng)的基本功能。如果使用機(jī)械式開關(guān)（2段撥動開關(guān)，自鎖開關(guān)等）等直接接通和切斷電源，不說機(jī)械部件的可靠性，至少自動關(guān)機(jī)（一般在長時(shí)間不操作、電池電量低時(shí)需要自動關(guān)機(jī)）功能就比較難實(shí)現(xiàn)。所以電池供電系統(tǒng)一般采用按鈕開關(guān)，用一個(gè)按鈕配合軟件實(shí)現(xiàn)按開機(jī)、再按關(guān)機(jī)的功能及自動關(guān)機(jī)的功能。

    這部分內(nèi)容就講述如何在上實(shí)現(xiàn)一鍵式的開關(guān)機(jī)功能。開關(guān)機(jī)功能要使用單片機(jī)的一個(gè)引腳（PD4）作為輸入端，連接到按鈕，接收按紐按下產(chǎn)生的電信號，然后再使用另一個(gè)引腳（PD3）作為輸出端去驅(qū)動由三極管8550構(gòu)成的一個(gè)電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)電源的控制。而STM8S單片機(jī)本身就直接接在電池上，利用單片機(jī)的停機(jī)模式，將單片機(jī)本身的電流降低到μA級，對電池的消耗就可以忽略不計(jì)了。

1、電路設(shè)計(jì)

    電路圖如下，C1是STM8S單片機(jī)VCAP電容，保持內(nèi)部1.8V電壓的穩(wěn)定，是STM8S單片機(jī)必須接要的外部元件，選用容量為1μF的瓷片電容，而且從電路可靠性講，這個(gè)電容越靠近單片機(jī)IC越好。

     K1是按鈕，一端接到單片機(jī)的PD4引腳上，另一端接地，這樣按鈕被按下就會產(chǎn)生一個(gè)低電平的脈沖。

     Q1是三極管，通過發(fā)光二極管D1和限流電阻R1接到單片機(jī)的PD3上。這樣當(dāng)PD3輸出低電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，VCC上有電壓，可以對系統(tǒng)供電，反之PD3輸出高電平時(shí)，Q1截止VCC沒有電壓。

     發(fā)光二極管D1還兼作電源指示燈的作用， Q1導(dǎo)通時(shí)發(fā)光反之不發(fā)光。

     剩余的C2~C5都是電源退藕電容，用于消除電源上的干擾信號。P1、P2兩個(gè)接線端分別接3.6V鋰電池的正負(fù)極。  

2、軟件設(shè)計(jì)

    軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是，在PD4引腳上監(jiān)控按鈕按下產(chǎn)生的低電壓脈沖信號，并根據(jù)這個(gè)信號來設(shè)置PD3引腳的輸出電平去控制Q1的導(dǎo)通和截止，以及設(shè)置單片機(jī)自身的工作狀態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)對電源供電的控制。

   1）引腳工作模式設(shè)置

     首先要做的，就是設(shè)置單片機(jī)引腳的工作模式，把PD4設(shè)置為輸入模式，D3設(shè)置為輸出模式。

     在STM8S_StdPeriph_Lib庫中，可以使用這個(gè)函數(shù)進(jìn)行設(shè)置：

     void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef GPIO_Pin, GPIO_Mode_TypeDef GPIO_Mode)

     GPIOx是端口編號，取值有GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD，分別對應(yīng)單片機(jī)的PAx、PBx、PCx、PDx端口，GPIO_Pin是引腳編號，取值有GPIO_PIN_1~GPIO_PIN_7，函數(shù)通過GPIOx和GPIO_Pin兩個(gè)參數(shù)指定一個(gè)的引腳。

     GPIO_Mode是工作模式了。表示輸入模式的取值有四種，分別是要不要上拉，要不要中斷的四種組合：
           GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT     Input floating, no external interrupt
           GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT    Input pull-up, no external interrupt
           GPIO_MODE_IN_FL_IT            Input floating, external interrupt
           GPIO_MODE_IN_PU_IT           Input pull-up, external interrupt

      要上拉的話，單片機(jī)內(nèi)部會自動為引腳提供一個(gè)上拉電流，在沒有外部輸入的情況下，引腳就是高電平了。

      表示輸出模式的取值有8種，分別是是否開漏輸出、輸出高低電平、是否高速輸出的組合：
           GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST       Output open-drain, low level, 10MHz
           GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST        Output push-pull, low level, 10MHz 
           GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW     Output open-drain, low level, 2MHz 
           GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW      Output push-pull, low level, 2MHz 
           GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST         Output open-drain, high-impedance level,10MHz 
           GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST       Output push-pull, high level, 10MHz 
           GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW       Output open-drain, high-impedance level, 2MHz 
           GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW     Output push-pull, high level, 2MHz

     在這個(gè)應(yīng)用中，需要把PD4設(shè)置為帶上拉（因?yàn)榘粹o未按下時(shí)要呈高電平）、有中斷的輸入模式。開機(jī)時(shí)，PD3要設(shè)置為低電平的輸出模式（低電平才能讓Q1導(dǎo)通）。關(guān)機(jī)時(shí)PD3要設(shè)置為不帶上拉的輸入模式，所以這部分代碼要這樣寫：

        GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_4, GPIO_MODE_IN_PU_IT); //PD4設(shè)置為帶上拉、有中斷的輸入模式

       GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST); //開機(jī)時(shí)把PD3設(shè)置低電平的輸入模

       GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);//關(guān)機(jī)時(shí)把PD3設(shè)置低電平的輸入模式

      額外提一下，除了GPIO_Init函數(shù)可以設(shè)置引腳是輸出高電平還是低電平，還可以用下面四個(gè)函數(shù)繼續(xù)引腳的高低電平：

        void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint8_t PortVal)         //輸出PortVal指定的電平

        void GPIO_WriteHigh(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef PortPins) //輸出高電平

        void GPIO_WriteLow(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef PortPins)  //輸出低電平

        void GPIO_WriteReverse(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef PortPins) //高低電平翻轉(zhuǎn)

  2）停機(jī)模式設(shè)置

      STM8S單片機(jī)有停機(jī)模式，在停機(jī)模式下，單片機(jī)功耗降到，所有時(shí)鐘停止工作，但可以保留RAM和寄存器的值，停機(jī)模式只能可以通過下面幾種方式退出：

             -外部中斷(GPIO)
             -CAN接收中斷
             -SPI傳輸結(jié)束
             -I2C中斷(從地址匹配)
             -復(fù)位

      通過執(zhí)行HALT指令，也就是執(zhí)行庫函數(shù)的halt()函數(shù)進(jìn)入停機(jī)模式。

   3）設(shè)置外部中斷

      外部中斷通過SetExtIntSensitivity函數(shù)設(shè)置：

       void EXTI_SetExtIntSensitivity(EXTI_Port_TypeDef Port, EXTI_Sensitivity_TypeDef SensitivityValue)

      其中Port是要設(shè)置外部中斷的端口，取值有GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD，分別對應(yīng)單片機(jī)的PAx、PBx、PCx、PDx端口；

      SensitivityValue是外部中斷類型，有以下幾種取值，分別表示下降沿和低電平觸發(fā)中斷、上升沿觸發(fā)中斷、下降沿觸發(fā)中斷、上升沿和下降沿觸發(fā)中斷：

         EXTI_SENSITIVITY_FALL_LOW    Interrupt on Falling edge and Low level 
         EXTI_SENSITIVITY_RISE_ONLY    Interrupt on Rising edge only 
         EXTI_SENSITIVITY_FALL_ONLY   Interrupt on Falling edge only 
         EXTI_SENSITIVITY_RISE_FALL     Interrupt on Rising and Falling edges
     在這個(gè)應(yīng)用中，按鈕按下是產(chǎn)生下降沿，要選取EXTI_SENSITIVITY_FALL_ONLY模式。

     設(shè)置中斷模式后，還需要啟用中斷，使用enableInterrupts()函數(shù)啟用。

    4）外部中斷處理程序

    在ST提供的STM8S_StdPeriph_Lib庫自帶的模板中，中斷處理程序都在stm8s_it.c中實(shí)現(xiàn)。stm8s_it.c中已經(jīng)根據(jù)中斷向量設(shè)置好了每種中斷處理程序的入口函數(shù)。只需在相應(yīng)函數(shù)中填入內(nèi)容即可。

這個(gè)應(yīng)用中是要編寫GPIOD端口的外部中斷處理函數(shù)，所以要在這個(gè)中

    這個(gè)應(yīng)用中是要編寫GPIOD端口的外部中斷處理函數(shù)，所以要在這個(gè)中斷處理函數(shù)中增加開關(guān)機(jī)的內(nèi)容：

INTERRUPT_HANDLER(EXTI_PORTD_IRQHandler, 6)

{
 
}

    5）整體程序設(shè)計(jì)和源代碼

    單片機(jī)程序流程圖如下，包含主程序main()的流程和stm8s_it.c的外部中斷處理程序流程：

    具體源代碼如下，關(guān)鍵點(diǎn)前面已經(jīng)介紹，就不再詳細(xì)說明了：

    A）main.c的源代碼：

void Delay(uint16_t nCount)//定義延時(shí)函數(shù)，F(xiàn)FFF大約是0.2s
{
 
  while (nCount != 0)
  {  
    nCount--;
  }
}

bool fPowerOn_flag =FALSE;//定義開關(guān)機(jī)標(biāo)志

 void main(void)
{

   GPIO_Init(GPIOD,GPIO_PIN_4,GPIO_MODE_IN_PU_IT); 
   EXTI_SetExtIntSensitivity(EXTI_PORT_POWER_KEY,EXTI_SENSITIVITY_FALL_ONLY);   
   enableInterrupts();

  while (1)
  {
    if(fPowerOn_flag == FALSE)
    {

      GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT);//PD3腳設(shè)置為輸入模式，Q1截止

      halt();//進(jìn)入停機(jī)模式
    }else

    {

      GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);//PD3腳設(shè)置為輸出模式且為低電平，Q1導(dǎo)通

     ///////

     //插入用戶自定義的代碼

     //////
    }
  }
}

    B）stm8s_it.c的源代碼：

void Delay(uint16_t nCount); //Delay函數(shù)在main.c中定義

extern bool fPowerOn_flag; //fPowerOn_flag在main.c中定義，所以這里要聲明成外部變量
INTERRUPT_HANDLER(EXTI_PORTD_IRQHandler, 6)

{

  Delay(6000); //延時(shí)消抖

  if(!GPIO_ReadInputPin(GPIOD, GPIO_PIN_3))//判斷是不是按鈕被按下

  {

    if(fPowerOn_flag)
    {
      fPowerOn_flag=FALSE;
    }else
    {
      fPowerOn_flag=TRUE;
    }

  }

}

3、關(guān)機(jī)后實(shí)測結(jié)果

    使用STM8S開發(fā)板實(shí)測關(guān)機(jī)電流，為40μA左右：

    按18650鋰電池的典型容量2500mah計(jì)算，關(guān)機(jī)后可以支持2500mah/0.04ma/24小時(shí)/365天=7.1年，已經(jīng)超過電池的充電循環(huán)使用壽命了，基本可以接受，不過應(yīng)該還沒有達(dá)到值，還可以研究Datasheet，繼續(xù)優(yōu)化軟件，進(jìn)一步減低關(guān)機(jī)電流。

4、總結(jié)

開關(guān)機(jī)部分就講完了，總結(jié)一下，這部分學(xué)習(xí)到的知識點(diǎn)包括：

   1、單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)，至少需要一個(gè)VCAP電容接到VCAP引腳和地之間，選用容量為1μF的瓷片電容，電在路布局上，這個(gè)電容越靠近單片機(jī)IC越好。

   2、設(shè)置各個(gè)引腳的輸入、輸出模式設(shè)置方法

   3、進(jìn)入和退出停機(jī)模式的方法

   4、設(shè)置外部中斷和中斷處理程序