CN112615609B

CN112615609B - 一种具有自动切换看门狗周期的复位电路

Info

Publication number: CN112615609B
Application number: CN202011278236.3A
Authority: CN
Inventors: 廖丽
Original assignee: CETC 58 Research Institute
Current assignee: CETC 58 Research Institute
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: CN112615609A

Abstract

本发明公开一种具有自动切换看门狗周期的复位电路，属于电源管理领域，包括基准模块、电压采样模块、比较器、看门狗计数模块、逻辑控制模块和输出模块。所述基准模块为复位电路提供与工作温度以及与电压无关的参考电压；所述电压采样模块提供采样电压给复位电路；所述比较器判断电源电压与预设值的逻辑关系；所述看门狗计数模块主要对输入的时钟信号进行计数，以及产生相关的逻辑控制信号；所述时钟信号由复位电路内部时钟模块产生，或外部提供；所述逻辑控制模块将其它模块产生的逻辑信号通过逻辑组合得到相应的控制信号，同时得到输出控制信号；所述输出模块将复位端的输出方式设置为open‑drain或push‑pull；复位电平设置为高或者低电平，同时增强输出驱动能力。

Description

一种具有自动切换看门狗周期的复位电路

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，特别涉及一种具有自动切换看门狗周期的复位电路。

背景技术

随着芯片集成度的不断提高，单个芯片集成复杂模块的能力增强。上电复位电路是***中不可缺少的组成部分，在***的初始阶段，提供一个芯片内部复位信号，保证整个***能够正常启动。电源监控的主要功能是检查电源电压是否满足设置要求，以保证***在可靠的前提下工作。看门狗复位主要功能是防止程序跑飞而造成的***损坏。这种具有电压监控的看门狗复位运用广泛。但是在实际的使用过程中，***从上电到稳定或者供电电压出现严重扰动后再恢复正常的时长经常比是正常工作看门狗计数时间大的多，两种时间一般在一个数量级以上，因此不可能使两者时间相互妥协。本发明要解决***在上电或者供电电压出现严重扰动到***稳定的时间长与传统看门狗计数时间短的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自动切换看门狗周期的复位电路，以解决***在上电过程中或者供电电压出现严重扰动到***稳定时需要的时间比传统看门狗计数时间长的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有自动切换看门狗周期的复位电路，包括：

基准模块，为整体电路提供与工作温度以及电源电压VCC无关的参考电压；

电压采样模块，提供采样电压给复位电路；

比较器，判断电源电压与预设值的逻辑关系；

看门狗计数模块，对输入的时钟信号进行计数，以及产生相关的逻辑控制信号；

逻辑控制模块，将其它模块产生的逻辑信号通过逻辑组合得到相应的控制信号，同时得到输出控制信号；

输出模块，将复位端的输出方式设置为open-drain或push-pull；复位电平设置为高或者低电平，同时增强输出驱动能力。

可选的，所述时钟信号由复位电路内部的时钟模块产生，或外部提供。

可选的，所述电压采样模块提供采样电压至所述比较器的同向输入端，所述基准模块提供参考电压至所述比较器的反向输入端；

所述逻辑控制模块的第一输入端接所述比较器的输出端；第二输入端接外部输入信号in；第三输入端接所述看门狗计数模块的输出端；

所述逻辑控制模块的第一输出端接所述输出模块的输入端；第二输出端接所述时钟模块的输入端；第三输出端接所述看门狗计数模块的第二输入端；

所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块产生的时钟信号。

可选的，所述看门狗计数模块包含两个计数器、选通器s1～s3和D触发器；两个计数器分别为第一计数器和第二计数器，对应的计数周期分别为T1，T2；

所述第一计数器的clk端接所述选通器s1的输出端，reset端接重置信号reset1，输出端接或门的第一输入端，所述或门的第二输入端接信号in3；

所述第二计数器的clk端接所述选通器s2的输出端，reset端接重置信号reset2，输出端即为所述看门狗计数模块的输出端；

所述选通器s2的sel端信号q通过非门接所述选通器s1的sel端；所述选通器s3的输出端接或非门的第一输入端，所述或非门的第二输入端接信号in2；

所述D触发器的clk端接所述或门的输出端，d端接电源电压VCC，reset端接所述或非门的输出端，输出端信号q’通过兆欧级电阻接地。

可选的，所述第一计数器的计数周期为分钟级别，所述第二计数器的计数周期根据运行时间而设置。

可选的，所述电压采样模块提供的采样电压是通过电阻分压得到，且与电源电压VCC成正比。

可选的，所述复位电路中的输入、输出信号均是一组信号量，非单个信号。

在本发明提供的具有自动切换看门狗周期的复位电路中，包括基准模块、电压采样模块、比较器、看门狗计数模块、逻辑控制模块和输出模块。所述基准模块为复位电路提供与工作温度以及电源电压VCC无关的参考电压；所述电压采样模块提供采样电压给复位电路；所述比较器判断电源电压与预设值的逻辑关系；所述看门狗计数模块主要对输入的时钟信号进行计数，以及产生相关的逻辑控制信号；所述时钟信号由复位电路内部时钟模块产生，或外部提供；所述逻辑控制模块逻辑信号通过逻辑组合得到相应的控制信号，同时得到输出控制信号；所述输出模块将复位端的输出方式设置为open-drain(开漏)或push-pull(推挽)；复位电平设置为高或者低电平，同时增强输出驱动能力。

本发明具有以下有益效果：

(1)在传统看门狗计数器基础上再增加一个计数时间较长的计数器，使得上电与大扰动过程时，***有足够时间达到稳定状态；

(2)仅通过2选1选择器，以及D触发器，实现两种看门狗计数器的自动切换，且任意时间内，只有一个计数器处于工作状态；

(3)当电路上电或者***电压VCC出现大扰动到***电压VCC恢复稳定的过程，***都会先开通计数时间较长的看门狗计数器计数模式，确保***稳定后再切换到传统开门狗计数器计数模式。

附图说明

图1是本发明提供的一种具有自动切换看门狗周期的复位电路的结构图；

图2为看门狗计数模块主要示意图；

图3为复位电路工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种具有自动切换看门狗周期的复位电路作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

在本发明中，相对于复位电路内部模块，VCC为电源电压；相对于复位电路外部而言，VCC为***电压。本发明提供了一种具有自动切换看门狗周期的复位电路，其结构如图1所示，包括基准模块、电压采样模块、比较器、看门狗计数模块、逻辑控制模块和输出模块。所述基准模块为复位电路提供与工作温度以及电源电压VCC无关的参考电压；所述电压采样模块提供采样电压给复位电路；所述比较器判断电源电压与预设值的逻辑关系；所述看门狗计数模块主要对输入的时钟信号进行计数，以及产生相关的逻辑控制信号；所述时钟信号由复位电路内部的时钟模块产生，或外部提供；所述逻辑控制模块将其它模块产生的逻辑信号通过逻辑组合得到相应的控制信号，同时得到输出控制信号，其中其它模块是指比较器模块、看门狗计数模块以及外部的输入模块；所述输出模块将复位端的输出方式设置为open-drain(开漏)或push-pull(推挽)；复位电平设置为高或者低电平，同时增强输出驱动能力。

请继续参阅图1，所述电压采样模块提供采样电压至所述比较器的同向输入端，所述基准模块提供参考电压至所述比较器的反向输入端；所述逻辑控制模块的第一输入端接所述比较器的输出端；第二输入端接外部输入信号in；第三输入端接所述看门狗计数模块的输出端；所述逻辑控制模块的第一输出端接所述输出模块的输入端；第二输出端接所述时钟模块的输入端；第三输出端接所述看门狗计数模块的第二输入端；所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块产生的时钟信号。所述复位电路中的输入、输出信号均是一组信号量，非单个信号。所述电压采样模块提供的采样电压是通过电阻分压得到，且与电源电压成正比。

如图2所示为所述看门狗计数模块的结构示意图，包含两个计数器、选通器s1～s3和D触发器；两个计数器分别为第一计数器和第二计数器，对应的计数周期分别为T1，T2；所述第一计数器的clk端接所述选通器s1的输出端，reset端接重置信号reset1，输出端接或门的第一输入端，所述或门的第二输入端接信号in3；所述第二计数器的clk端接所述选通器s2的输出端，reset端接重置信号reset2，输出端即为所述看门狗计数模块的输出端；所述选通器s2的sel端信号q通过非门接所述选通器s1的sel端；所述选通器s3的输出端接或非门的第一输入端，所述或非门的第二输入端接信号in2；所述D触发器的clk端接所述或门的输出端，d端接电源电压VCC，reset端接所述或非门的输出端，输出端信号q’通过兆欧级电阻接地。所述第一计数器的计数周期T1较长，可达分钟级别，所述第二计数器的计数周期T2根据运行时间而设置。在上电时，当电压VCC大于设定电压值，看门狗计数模块开始工作，第一计数器开始计数，因为T1时间足够长，足以保证***电压从上电状态过渡到稳定状态，当***电压稳定后看门狗计数模块计数周期将从T1切换到T2。

当***电压稳定后，必须保证第二计数器在正常工作，并且第一计数器不会影响复位电路性能。该条件可通过控制所述看门狗计数模块的输入时钟信号得以实现。由于2选1控制器，可以保证任意时刻只有一个计数器在工作。另一个计数器因为无输入时钟信号停止工作。同时D触发器自锁，再次保证达到稳定后看门狗计数模块时钟为T2。若稳定情况下，***电压突然出现严重电压扰动，此时D触发器复位并关断第二计数器。当***电压恢复稳定后，重复上一段描述的上电过程，具体流程如图3所示。

电压监控功能：将基准模块产生的参考电压信号与电压采样模块得到的采样电压信号分别连接到比较器的两个输入端，通过判断比较器输出电平的状态，可知电源电压是否达到整体复位电路电压的设置要求。然后将得到的输出信号连接到逻辑控制模块的输入端。只有VCC满足设置的电压要求，电路才能正常工作。

看门狗计数切换功能：在图2中clk信号由所述时钟模块提供，逻辑控制模块控制reset1、reset2、in1、in2、in3信号。上电后，因为下拉电阻信号D触发器输出信号q’为低电平，因此选通器s3的输出信号为信号in1，该信号是上电复位信号。该脉冲信号复位D触发器，再次保证输出信号q’为低电平。在信号q’为低电平时，第一计数器开始计数，而第二计数器处于关断状态。当第一计数器计数完成，第一计数器输出将产生一个上升沿，同时D触发器输出信号q’变为高电平。此时第一计数器关断，第二计数器开始计数，进入传统看门狗工作模式。与此同时D触发器的复位信号也切换到固定低电平，D触发器完成自锁。在电路正常工作后，第一计数器被关断，当且仅当VCC出现严重扰动时，所述比较器动作，信号in2触发D触发器复位，第一计数器才能重新开始计数。

为满足设计要求，在本发明中将输入信号in3作为最高优先级信号。当输入的信号in3出现有效信号时，则直接将第一计数器关断，同时开启第二计数器计数；若不需要设置最高优先级时，可将信号in3接固定高电平。通常是将手动复位信号作为in3的控制信号。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种具有自动切换看门狗周期的复位电路，其特征在于，包括：

电压采样模块，提供采样电压给复位电路；

比较器，判断电源电压与预设值的逻辑关系；

逻辑控制模块，将所述比较器和所述看门狗计数模块产生的逻辑信号通过逻辑组合得到相应的控制信号，同时得到输出控制信号；

输出模块，将复位端的输出方式设置为open-drain或push-pull；复位电平设置为高或者低电平，同时增强输出驱动能力；

所述时钟信号由复位电路内部的时钟模块产生，或外部提供；所述电压采样模块提供采样电压至所述比较器的同向输入端，所述基准模块提供参考电压至所述比较器的反向输入端；所述逻辑控制模块的第一输入端接所述比较器的输出端；第二输入端接外部输入信号in；第三输入端接所述看门狗计数模块的输出端；

所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块产生的时钟信号；

所述看门狗计数模块包含两个计数器、选通器s1～s3和D触发器；两个计数器分别为第一计数器和第二计数器，对应的计数周期分别为T1，T2；所述第一计数器的clk端接所述选通器s1的输出端，reset端接重置信号reset1，输出端接或门的第一输入端，所述或门的第二输入端接信号in3；

2.如权利要求1所述的具有自动切换看门狗周期的复位电路，其特征在于，所述第一计数器的计数周期为分钟级别，所述第二计数器的计数周期根据运行时间而设置。

3.如权利要求1所述的具有自动切换看门狗周期的复位电路，其特征在于，所述电压采样模块提供的采样电压是通过电阻分压得到，且与电源电压VCC成正比。

4.如权利要求1所述的具有自动切换看门狗周期的复位电路，其特征在于，所述复位电路中各模块、以及外部的输入、输出信号均是一组信号量，非单个信号。