¿Cómo mejorar este circuito de encendido/apagado?

Creo que esto se puede hacer con solo un par de diodos y una resistencia.

Al presionar el botón con la alimentación apagada, se habilita PWR_ENABLE para encender el micro (o la fuente de alimentación o lo que sea). El micro afirma POWER_HOLD para mantener la alimentación. Luego, el micro monitorea PWR_DOWN_REQUEST para ver cuándo el usuario ha presionado el botón nuevamente. Si VBATT está por encima del nivel que se puede alimentar a una entrada del micro, se puede agregar un divisor de voltaje.

No lo he intentado ni lo he simulado, pero parece correcto.
Esto proporciona un empujón corto y un empujón largo.
Otro vistazo después de haberlo publicado sugiere que tal vez una resistencia de valor muy alto (por ejemplo, un rango de 1M - 10M) de C1+ a V+ puede ayudar a establecer las condiciones iniciales, pero probablemente no sea necesario.

No se muestra el control del procesador, pero se puede agregar fácilmente tocando en los puntos apropiados según sea necesario.

Q1/Q2 y R1/R2 forman un pestillo SCR clásico.
Inicialmente, Q1 y Q2 están apagados.
Al cerrar PB1, se enciende momentáneamente Q1 a través de R2, que enciende Q2 a través de R1, lo que habilita el pestillo Q1/Q2.
Al soltar PB1, Q1/Q2 quedan bloqueados.

C1 inicia la carga asumida ya sea a través de Q1-be R2 D1 oa través de R4 que no se muestra arriba.

Cuando PB1 se cierra brevemente, C1 comienza a descargarse a través de R3, pero mientras la constante de tiempo R3.C1 sea larga, PB1 a tiempo C1 permanece cargado.

Una pulsación prolongada de PB1 descarga C1 a través de R3 y apaga Q2 a través de Shottky D2.
R3 debe ser mucho más pequeño que R1 para que la base de Q2 esté adecuadamente conectada a tierra a través de D1. Esto es totalmente factible siempre que se conozcan y se diseñen los requisitos del circuito.

Con Q2 apagado, soltar PB1 recarga C1. La corriente de recarga debe ser lo suficientemente pequeña como para no volver a disparar Q1 a través de R2.

En general, sería necesario tener cuidado en el diseño para cumplir con varios requisitos altos o bajos de la unidad, pero debería ser factible. Agregar un transistor más en la ruta de tiempo probablemente facilitaría el esfuerzo de diseño.

¡Sí, ja! :-)

Solo pensé en esto.
Algo arcano. Diagrama más tarde tal vez.

Dos bipolares NPN.
Ambos tienen resistencias de colector a V+.
Ambos tienen resistencias de base desde su propia base hasta el colector opuesto.
= pestillo clásico acoplado en cruz.

Ahora el extra - probablemente inventado hace 50 años :-).
Nombre un transistor Q1. Condensador C1 -ve extremo a tierra. Resistencia R1 del colector Q1 a C1+ PB1 de C1+ a la base Q1.

Operación:
Pulsaciones cortas en PB1 activarán el pestillo.
La operación se puede hacer sincronizada asimétricamente con el pensamiento. Tenga en cuenta que, como se describió anteriormente, una pulsación prolongada puede poner el sistema en oscilación. La resistencia R1 en serie con PB1 puede ser deseable para aumentar el tiempo de descarga en Q1_b.

Cuando Q1 está encendido, su colector está bajo, por lo que C1 se carga demasiado.
La base Q1 es alta (ya que está encendida).
Al presionar PB1 se conecta bajo a la base Q1 para que Q1 se apague.
El pestillo cambia.

Cuando Q1 está apagado, su colector está alto.
La base Q1 es baja.
Cargas C1 al colector Q1 = alto.
Al presionar PB1 se conecta alto a la base Q1 encendiéndolo.
El pestillo cambia

QED

El tiempo de pulsación de PB1 debe ser inferior a la constante de tiempo R1.C1.
El siguiente cambio no ocurrirá hasta que > constante de tiempo R1.C1.

Usted dice que quiere un botón que sea "controlable desde la MCU", pero otras partes de su pregunta parecen estar preguntando sobre cómo encender o apagar un botón momentáneo. Asumiré que lo primero es solo una mala redacción de preguntas y una corrección de pruebas aún peor y responderé a lo segundo.

Hacer un interruptor de encendido/apagado con electrónica discreta es posible pero bastante complicado. Uno de los problemas es el rebote del botón. Dado que un botón en realidad se enciende/apaga muchas veces con una sola pulsación, el resultado final puede ser indeterminado. Esto significa que debe agregar algo de tiempo, lo que lo hace aún más complejo.

Hoy en día, la respuesta mucho más fácil es dejar el microcontrolador encendido todo el tiempo pero hacer que se apague solo. Los micros ahora están disponibles con 1 µA y menos corriente de sueño. Eso está "apagado" para la mayoría de los propósitos prácticos. La ventaja es que se pueden despertar rápidamente presionando un botón. Luego, el micro puede eliminar el rebote y encenderse o apagarse a sí mismo y a otros circuitos, según corresponda. Incluso si solo desea un controlador de encendido/apagado con botón pulsador, un pequeño micro es la forma más sencilla de hacerlo de manera confiable.

Creo que podría usar un biestable CMOS set-reset con entradas activas altas (puede ser la mitad de un chip 74HC adecuado). Resistencias desplegables en ambas entradas. El interruptor puede hacer que una entrada sea alta para permitir la alimentación, y también es una entrada para el microcontrolador. El microcontrolador puede hacer que la otra entrada sea alta para desactivar la alimentación. El biestable se alimenta directamente de la batería, pero su consumo debe ser mínimo.

Tenga en cuenta que las entradas deben estar bajas en reposo para evitar alimentar el microcontrolador a través de los diodos de protección de entrada.

Mi recomendación sería hacer que el botón de "encendido" maneje alto el mismo transistor que el procesador, y usar el mismo pin del procesador para las funciones de "mantener encendido" y "sentido del botón". Cuando el procesador quiere que la unidad permanezca encendida, debe llevar el pin alto el 99% del tiempo; sin embargo, ocasionalmente puede hacer flotar el pasador muy brevemente para verificar si se está presionando el botón. Si no le importa alimentar posiblemente una pequeña cantidad de corriente sobre el riel en el pin de su CPU, debería poder arreglárselas con cuatro resistencias y dos MOSFET. Si desea evitar cualquier posibilidad de corriente por encima del riel, un diodo Zener podría ser la forma más sencilla de hacerlo.

Una cosa a tener en cuenta, por cierto, es asegurarse de que un "alto" de la CPU solo pueda encender el circuito cuando el voltaje de la CPU esté por encima de su especificación operativa mínima. De lo contrario, es posible que la CPU pueda ejecutar un código arbitrario tan pronto como su voltaje caiga por debajo de su especificación operativa, y ese código arbitrario podría intentar volver a encender el circuito. He tenido ese problema en el pasado, pero se puede evitar asegurándose de que la relación de resistencia entre la resistencia desplegable en la puerta NFET y la resistencia en serie que proviene del pin de la CPU sea tal que la puerta no No se encienda a menos que la CPU emita un voltaje "alto" muy bueno.