CN101710251A - 单片机死机复位电路、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单片机死机复位电路、装置及方法。单片机死机复位电路与单片机的输出端口及复位端口连接，包括信号检测电路、开关电路及控制电路。信号检测电路与单片机的输出端口连接，检测单片机的输出信号，并产生检测电压；开关电路与信号检测电路连接，根据所述检测电压产生脉冲信号；控制电路分别与开关电路及复位端口连接，根据脉冲信号产生触发信号，触发单片机复位。本发明单片机死机复位电路、装置及方法，使得在单片机死机时，可以产生低电平的复位信号，触发单片机复位；待复位信号充电为高电平后，单片机停止复位，使得单片机在出现死机时可靠地自动复位，不会出现长期死机的问题，提高了单片机死机复位的可靠性。

Description

单片机死机复位电路、装置及方法

技术领域

本发明涉及单片机控制领域，特别涉及一种单片机死机的自动复位电路、装置及方法。

背景技术

单片机广泛应用于家电、医疗、仪器仪表、工业自动化、航空航天等领域，给人们带来了很多便利。为了保证单片机的稳定工作，单片机复位电路的可靠性是至关重要的。现有的单片机基本复位电路包括RC复位电路，如图1所示。该RC复位电路使得***上电时提供复位信号，直至***稳定后撤销复位信号。

但是，该RC复位电路在电源掉电瞬间不能使电容C迅速放电，单片机无法可靠复位，从而使得***陷入死循环而不能正常工作。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种单片机死机复位电路，旨在提高单片机死机复位的高可靠性。

该单片机死机复位电路，与单片机的输出端口及复位端口连接，包括：

信号检测电路、开关电路及控制电路，信号检测电路与单片机的输出端口连接，检测单片机的输出信号，并产生检测电压；开关电路与信号检测电路连接，根据所述检测电压产生脉冲信号；控制电路分别与开关电路及复位端口连接，根据脉冲输入信号产生触发信号，输出至单片机的复位端口。

优选地，上述开关电路包括：状态电路及脉冲产生电路，状态电路与信号检测电路连接，根据信号检测电路的检测电压，设置其状态为第一状态或第二状态；脉冲产生电路与状态电路连接，根据状态电路处于的状态产生所述脉冲信号。

优选地，上述状态电路包括第一开关器件及第二开关器件，所述第一开关器件的基极与信号检测电路连接，集电极与第二开关器件的基极连接，发射极接地；上述第二开关器件的集电极与上述脉冲产生电路连接，发射极接地；上述第一状态为第一开关器件导通，且第二开关器件截止的状态；上述第二状态为第一开关器件截止，且第二开关器件导通的状态；

上述脉冲产生电路包括电源、第一电容、二极管，其中第一电容分别与第二开关器件的集电极及二极管的正极连接；上述二极管的正极还与控制电路连接，负极与电源连接；该脉冲产生电路根据第二开关器件的集电极的电压变化产生脉冲信号。

优选地，上述控制电路包括：第三开关器件、上拉电阻、第二电容及单稳态电路，其中单稳态电路与脉冲产生电路连接，根据脉冲输入信号产生驱动信号；第三开关器件的基极与单稳态电路连接，集电极与单片机的复位端口连接，发射极接地，该第三开关器件根据所述单稳态电路产生的驱动信号处于导通或截止状态，其集电极产生触发信号；

上述上拉电阻与第三开关器件的集电极连接；第二电容分别与第二开关器件的集电极及发射极连接。

本发明还提出了一种单片机死机复位装置，包括单片机死机复位电路，该单片机死机复位电路用于检测单片机的输出信号，并产生检测电压；根据所述检测电压产生脉冲信号；根据脉冲信号产生触发信号，输出至复位端口。

本发明还提出了一种单片机死机复位方法，包括以下步骤：

获取单片机的输出信号，并产生检测电压；

根据检测电压产生脉冲信号；

根据脉冲信号产生触发信号，触发单片机复位。

优选地，上述根据检测电压产生脉冲信号的步骤包括：

根据检测电压判断单片机是否处于死机状态，是则产生负脉冲信号，否则维持高电平信号。

优选地，上述根据脉冲信号产生触发信号的步骤包括：

判断所述脉冲信号是否为负脉冲信号，是则产生低电平脉冲信号，否则产生高电平信号。

优选地，上述获取单片机的输出信号的步骤之前还包括：

设置单片机的输出信号；单片机处于死机状态时，停止输出方波信号，所述单片机处于正常工作状态时，输出方波信号。

本发明单片机死机复位电路、装置及方法，通过自动检测单片机的输出信号，并根据输出信号产生触发信号，触发单片机复位操作。因此，在单片机死机时，单片机死机复位电路根据单片机的输出信号将产生低电平的脉冲复位信号，触发单片机复位；待复位信号充电为高电平后，单片机停止复位，使得单片机在出现死机时可靠地自动复位，不会出现长期死机的问题，提高了单片机死机复位的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中单片机死机复位电路的结构示意图；

图2是本发明第一实施中单片机死机复位电路的结构框图；

图3是上述实施例的一个实施方式中单片机死机复位电路的结构示意图；

图4是本发明第二实施例中单片机死机复位方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图2，提出了第一实施例的单片机死机复位电路。该单片机死机复位电路1与单片机MCU的输出端口PX-X及复位端口RESET连接，包括信号检测电路10、开关电路20及控制电路30。信号检测电路10与单片机MCU的输出端口PX-X连接，检测单片机MCU的输出信号，并产生检测电压。开关电路20与信号检测电路10连接，根据检测电压的驱动产生脉冲信号。控制电路30分别与开关电路20及MCU的复位端口RESET连接，根据脉冲输入信号产生触发信号，触发单片机MCU复位。

参照图3，上述开关电路20包括状态电路21及脉冲产生电路22。状态电路21与信号检测电路10连接，可以接收信号检测电路10产生的检测电压而处于第一状态或第二状态。脉冲产生电路22与状态电路21连接，可根据状态电路21所处的状态产生脉冲信号。

状态电路21包括第一开关器件TR1及第二开关器件TR2。第一开关器件TR1的基极与信号检测电路10连接，集电极与第二开关器件TR2的基极连接，发射极接地。第一开关器件TR1的集电极还连接上拉电阻R4。第二开关器件TR2的集电极与脉冲产生电路22连接，发射极接地。第二开关器件TR2的集电极还连接一上拉电阻R6。且第一开关器件TR1的集电极与第二开关器件TR2的基极之间还串接一限流电阻R5。第一开关器件TR1根据信号检测电路10的检测电压处于导通或截止状态。当第一开关器件TR1处于导通状态时，其集电极端的电压几乎为零，则第二开关器件TR2处于截止状态，其集电极端通过上拉电阻R6，产生高电平信号。此时，状态电路21处于上述第一状态。当第一开关器件TR1处于截止状态时，其集电极端通过上拉电阻R4，产生高电平信号，则第二开关器件TR2处于导通状态，其集电极端的电压几乎为零。此时状态电路21处于上述第二状态。

脉冲产生电路22与上述状态电路21连接，根据状态电路21所处的状态产生脉冲信号。优选地，该脉冲产生电路22包括第一电容C1及二极管D2。第一电容C1分别与第二开关器件TR2的集电极及二极管D2的正极连接。二极管D2的负极与+5V电源连接。当第二开关器件TR2的集电极端为高电平信号时，脉冲产生电路22产生高电平信号。当第三开关器件TR3的集电极为低电平信号时，脉冲产生电路22产生负脉冲信号。

上述控制电路30包括第三开关器件TR3、上拉电阻R9及单稳态电路31。单稳态电路31与上述脉冲产生电路22连接，根据脉冲输入信号产生驱动信号。第三开关器件TR3的基极与单稳态电路31连接，集电极与单片机MCU的复位端口RESET连接，发射极接地。上拉电阻R9与第三开关器件TR3的集电极连接。该第三开关器件TR3根据上述单稳态电路31产生的驱动信号处于导通或截止状态，并在集电极端产生触发信号，发送至单片机的复位端口RESET。例如，当脉冲产生电路22产生的脉冲信号为负脉冲信号时，单稳态电路31被触发产生高电平的脉冲信号。第三开关器件TR3受高电平信号的驱动而处于导通状态，其集电极端输出低电平脉冲信号。单片机MCU的复位端口RESET接收到该低电平脉冲信号后，进行复位操作。单稳态电路输出一固定宽度脉冲高电平后，就输出低电平，第三开关器件TR3截止。当复位端口充电为高电平后，单片机停止复位，程序运行继续在PX.X端输出方波信号，单片机进入正常工作状态。

优选地，上述的单稳态电路31可以为单稳态触发器。当触发信号为负脉冲时，单稳态触发器才被触发产生固定宽度的高电平脉冲信号。单稳态触发器不被触发时，输出低电平信号。

上述控制电路30还包括第二电容C2，该第二电容C2分别与上述第三开关器件TR3的集电极及发射极连接。当第三开关器件TR3处于截止时，其集电极端的电压待通过上拉电阻R9对第二电容C2进行充电后达到高电平信号。此充电过程使得单片机由复位到正常工作之间形成了缓冲，更加保证了复位的可靠性。

上述单片机MCU的输出信号由程序控制，当单片机MCU在出现异常而死机时，停止输出信号。当单片机处于正常的工作状态时，输出方波信号。且输出方波信号的指令放在主程序内，防止了单片机出现长期死机的情况发生。因此，在单片机死机时，本实施例的单片机死机复位电根据单片机的输出信号产生低电平的复位信号，触发单片机复位。待复位端口充电为高电平后，单片机停止复位。本发明单片机死机复位电路通过软硬件结合，保证了单片机在出现死机时可靠地自动复位，不会出现长期死机的问题，提高了单片机死机复位的可靠性。

在第一实施例的基础上，本发明还提出了第二实施例的单片机死机复位装置，包括第一实施例中的单片机死机复位电路，该电路可以检测单片机的输出信号，并产生检测电压；根据所述检测电压产生脉冲信号；根据脉冲信号产生触发信号，输出至复位端口。

本实施例的单片机死机复位装置将第一实施例的单片机死机复位电路集成在PCB电路板上，并设置与单片机连接的输入输出接口，使得该单片机死机复位装置可以使用在不同的单片机上，节约了成本。

参照图4，提出了第二实施例的单片机死机复位方法。该方法包括以下步骤：

S01：获取单片机的输出信号，并产生检测电压；

S02：根据检测电压产生脉冲信号；

S03：根据脉冲信号产生触发信号，供单片机控制复位。

步骤S01中，通过信号检测电路与单片机的输出端口连接，并根据输出信号产生检测电压。且步骤S01之前还包括：设置单片机的输出信号。当单片机处于死机状态时，停止输出方波信号，则信号检测电路产生的检测电压为零。当单片机处于正常工作状态时，输出方波信号，则信号检测电路产生的检测电压为一直流电压。

步骤S02中，通过状态电路接收检测电压的驱动处于第一状态或第二状态，脉冲产生电路根据状态电路的状态产生脉冲信号。当检测电压为直流电压时，状态电路处于第一状态，脉冲产生电路产生高电平信号；当检测电压为零时，脉冲产生电路产生负脉冲信号。

步骤S03中，通过控制电路接收脉冲信号的控制，产生触发信号。当脉冲信号为负脉冲时，产生低电平的脉冲触发信号，输出至单片机的复位端口，触发单片机复位。当单片机复位端口充电为高电平时，单片机停止复位。

本实施例的单片机死机复位方法通过获取单片机的输出信号，并根据该输出信号产生触发信号，触发单片机复位。而且，在单片机出现死机时，单片机停止输出信号，使得本实施例的单片机死机复位电路根据该输出信号产生触发信号，触发单片机复位，保证了单片机在出现死机时可靠地自动复位，不会出现长期死机的问题，提高了单片机死机复位的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种单片机死机复位电路，与单片机的输出端口及复位端口连接，其特征在于，包括：信号检测电路、开关电路及控制电路，信号检测电路与单片机的输出端口连接，检测单片机的输出信号，并产生检测电压；开关电路与信号检测电路连接，根据所述检测电压产生脉冲信号；控制电路分别与开关电路及复位端口连接，根据脉冲信号产生触发信号，输出至复位端口。

2.如权利要求1所述的单片机死机复位电路，其特征在于，所述开关电路包括：状态电路及脉冲产生电路，状态电路与所述信号检测电路连接，根据信号检测电路的检测电压，设置其状态为第一状态或第二状态；脉冲产生电路与状态电路连接，根据状态电路处于的状态产生所述脉冲信号。

3.如权利要求2所述的单片机死机复位电路，其特征在于，所述状态电路包括第一开关器件及第二开关器件，所述第一开关器件的基极与信号检测电路连接，集电极与第二开关器件的基极连接，发射极接地；所述第二开关器件的集电极与所述脉冲产生电路连接，发射极接地；所述第一状态为第一开关器件导通，且第二开关器件截止的状态；所述第二状态为第一开关器件截止，且第二开关器件导通的状态；

所述脉冲产生电路包括电源、第一电容、二极管，所述电容分别与第二器件的集电极及二极管的正极连接；所述第一二极管的正极还与控制电路连接，负极与电源连接；该脉冲产生电路根据第二器件的集电极的电压变化产生脉冲信号。

4.如权利要求3所述的单片机死机复位电路，其特征在于，所述控制电路包括：第三开关器件、上拉电阻、第二电容及单稳态电路，所述单稳态电路与脉冲产生电路连接，根据脉冲输入信号产生驱动信号；所述第三开关器件的基极与单稳态电路连接，集电极与单片机的复位端口连接，发射极接地，该第三开关器件根据所述单稳态电路产生的驱动信号处于导通或截止状态，其集电极产生触发信号；所述上拉电阻与第三开关器件的集电极连接；所述第二电容分别与第二开关器件的集电极及发射极连接。

5.一种单片机死机复位装置，其特征在于，包括：单片机死机复位电路，检测单片机的输出信号，并产生检测电压；根据所述检测电压产生脉冲信号；根据脉冲信号产生触发信号，输出至复位端口。

6.如权利要求5所述的单片机死机复位装置，其特征在于，所述单片机死机复位电路为权利要求1至4任意一项所述的单片机死机复位电路。

7.一种单片机死机复位方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取单片机的输出信号，并产生检测电压；

根据检测电压产生脉冲信号；

根据脉冲输入信号产生触发信号，供单片机控制复位。

8.如权利要求7所述的单片机死机复位方法，其特征在于，所述根据检测电压产生脉冲信号的步骤包括：

根据检测电压判断单片机是否处于死机状态，是则产生负脉冲信号，否则维持高电平信号。

9.如权利要求8所述的单片机死机复位方法，其特征在于，所述根据脉冲输入信号产生触发信号的步骤包括：

判断所述脉冲信号是否为负脉冲信号，是则产生低电平脉冲信号，否则维持高电平信号。

10.如权利要求9所述的单片机死机复位方法，其特征在于，所述获取单片机的输出信号的步骤之前还包括：

设置单片机的输出信号；单片机处于死机状态时，停止输出方波信号，所述单片机处于正常工作状态时，输出方波信号。

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