CN100414643C

CN100414643C - 电源开启重置的解除装置及方法

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Publication number: CN100414643C
Application number: CNB2004100020942A
Authority: CN
Inventors: 颜士杰
Original assignee: WEIDA ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: WEIDA ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: CN1641792A

Abstract

一种电源开启重置(POR)的解除装置及方法，该装置用于解除电子装置的电源开启后的重置信号，其中该电子装置至少设有第一电源及第二电源，该解除装置至少包括：一第一检测装置，耦接于该电子装置的该第一电源，当该电子装置开启且该第一电源的输出值大于一第一临界设定值时，输出一第一检测信号；一振荡装置，耦接于该电子装置的该第二电源，用以输出时钟信号；一第二检测装置，耦接于该振荡装置，用于接收该时钟信号；以及一判断电路；设置于电路板的供电回路，利用两组检测装置，用以分别检测电源及振荡装置的开启稳定状态，并将该开启稳定状态输入至一逻辑装置，由此判断该开启稳定状态，以决定是否解除电源开启重置的步骤。

Description

电源开启重置的解除装置及方法

技术领域

本发明涉及一种解除装置及方法，特别是有关于一种电源开启重置(Power-on Reset，POR)的解除装置及方法，用于多种供应电源的电路板中，由此同步检测供应电源的上升电压设定值(Threshold Voltage)及振荡装置(Oscillator，OSC)的时钟信号，并利用逻辑电路来判断上升电压设定值及时钟信号的两个稳定条件，以决定是否解除电源开启的重置。

背景技术

电源开启重置(Power-on Reset，POR)技术通常被应用于微处理器、微控制器以及各种携带式/电池式电子装置之中，当该电子装置开启时，且电源电压值大于上升电压设定值(Threshold Voltage)时则输出一稳定的数字信号，用以在电源激活瞬间重置该电子装置的记忆储存组件，例如CPU、DRAM，以避免因电压不稳定或电压不足而造成该电子装置的错误信号，直到电源稳定时，则解除该电源开启的重置，以提供该电子装置稳定的工作电压。

公知技术通常采用电压检测装置作为电源开启的重置，然而，该电压检测装置只适用于具有单一内部供应电源的电子装置，对于具有两组以上内部供应电源的电子装置，例如5V以及3.3V共享的电路板，由于5V的电压源与3.3V的电压源上升速度或电压稳定时间不尽相同，若只采用该电压检测装置来判断其中一组电源，例如5V的电压源，来进行该电路板供应电源的重置，则会造成另一组电压源，例如3.3V的电压源，尚未达到稳定即进行重置的情形，而影响该3.3V电压源的正常供应电压准位。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的是提供一种电源开启重置的解除装置及方法，通过检测供应电源及振荡装置的开启稳定状态，以决定是否解除电源开启重置，增加工作电压的稳定性，以提高使用供应电源的电子装置的可靠度。

本发明另一目的是提供一种电源开启重置的解除装置及方法，用以对多组供应电源的稳定状态进行正确的判断，以提高供应电源的精确性。

依据上述的目的，本发明提供一电源开启重置的解除装置，用于电子装置的电源开启后的重置信号，其中该电子装置至少设有第一电源以及第二电源，该解除装置至少包括一第一检测装置、一振荡装置、一第二检测装置以及一判断电路；第一检测装置，耦接于该电子装置的该第一电源，当该电子装置开启且该第一电源的第一电压值大于一上升电压设定值时，可由一第一检测装置输出一第一检测信号，作为第一稳定条件；第二检测装置，耦接于该振荡装置，当该电子装置中的振荡装置的输出时钟信号达到稳定时，经过一第二检测装置的判断后，可输出一第二检测信号，作为第二稳定条件，其中该振荡装置耦接该第二电源，用以输出时钟信号；当该电源开启重置的解除装置同时满足该第一稳定条件与该第二稳定条件时，耦接该第一检测装置与该第二检测装置的该判断电路，将输出一解除信号，例如，输出一高位准的解除信号，使该电子装置解除电源开启后的重置信号。

另外，本发明也提供一电源开启重置的解除方法，适用于一电子装置的电源开启后的重置信号，其中该电子装置至少设有第一电源以及第二电源，且具有一振荡装置耦接该第二电源，该电源开启重置的解除方法包括下列步骤：

1.当该电子装置开启时，检测该第一电源的第一电压值。

2.若该第一电源的第一电压值大于一上升电压设定值时，送出一第一检测信号。

3.当该电子装置开启时，检测该第二电源的一第二电压值；接收该第二电压值，并送出一时钟信号；检测该振荡装置输出的时钟信号。

4.若该振荡装置的时钟信号输出达到稳定时，送出一第二检测信号。

5.依据该第一检测信号及该第二检测信号，送出一解除信号，使该电子装置解除电源开启后的重置信号。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，特举较佳实施例，并配合附图，作如下详细说明。

附图说明

图1为依据本发明的电源开启重置的解除装置方框图。

图2为依据本发明图1中第一检测装置的示意图。

图3为依据本发明图1中除频装置的示意图。

图4为依据本发明图1中转换装置的示意图。

图5为依据本发明图2中电路的输入-输出时序图。

图6为依据本发明图1中振荡装置的输入-输出时序图。

其中，附图标记说明如下：

1～第一检测装置；

2～第二检测装置；

3～判断电路；

OSC～振荡装置；

10～电压检测装置；

11～延迟装置；

12～第一闩锁装置；

20～除频装置；

21～转换装置；

V1～第一电源；

V2～第二电源；

Vt～上升电压设定值；

Vout～电压检测信号；

CLK～时钟信号；

POR1～第一检测信号；

POR2～第二检测信号；

R1～第一电阻；

R2～第二电阻；

100～比较器；

110～反相器组；

120～第四晶体管；

121～反相器；

50～反相器；

51～振荡晶体；

52～电容器组；

400～涟波计数器；

201～计数器组；

202～反相器；

203～D形正反器；

204～或门；

205～与非门；

F1KA～第一除频信号；

F1KB～第二除频信号；

800～充电电路；

900～第二闩锁装置；

V3～第三电源；

210～第一晶体管；

211～第二晶体管；

212～第一电容器；

213～第二电容器；

214～第三电容器；

215～第三晶体管；

216～反相器组；

217～或非门；

218～非门；

PRST～转换输出信号；

A～充电电路输出端点；

Vt1～下降电压设定值。

具体实施方式

图1表示本发明的电源开启重置的解除装置电路图，设置于至少具有两组电源的电子装置中，其中该两组电源为电压源或电流源，本发明的实施例以电压源作为电源开启重置的解除装置的电源。电源开启重置的解除装置包括第一检测装置1、第二检测装置2及判断电路3。第一检测装置1耦接于第一电源V1与判断电路3的第一输入端之间，而第二检测装置2耦接于振荡装置(Oscillator，OSC)与判断电路3的第二输入端之间，其中振荡装置(OSC)耦接于第二电源V2并设置于电子装置中。

在图1中，当电子装置开启时，电压检测装置10将会检测第一电源的第一电压值，直到第一电压值大于上升电压设定值时，送出电压检测信号Vout，例如，送出高位准的电压检测信号Vout至第一闩锁装置12，用以将高位准的电压检测信号Vout锁存并输出第一检测信号POR1，作为第一稳定条件。

另外，在电压检测装置10与第一闩锁装置12之间并设置延迟装置11，用以延迟电压检测信号Vout来校正上升电压设定值Vt的误差，并可避免电压检测装置10因噪声或其它原因所引起第一电压短时间波动、振荡现象而造成的误信号，以增加电压检测信号Vout的稳定性。

在图1中，第二检测装置2包括除频装置20及转换装置21，其中除频装置20耦接于电子装置中的振荡装置OSC与转换装置21之间；当电子装置开启时，振荡装置OSC将送出高周波的时钟信号CLK至除频装置20，用以降低高周波的时钟信号CLK的输出频率；当时钟信号CLK稳定时，也就是当时钟信号CLK的振幅大于一临界设定值，转换装置21可依据除频装置20的输出信号，而送出第二检测信号POR2，例如，送出高位准的第二检测信号POR2，作为第二稳定条件。

在图1中，若第一检测信号POR1与第二检测信号POR2皆满足稳定条件时，例如，第一检测信号POR1与第二检测信号POR2均为高位准时，则判断电路3(本实施例为一AND门)将会送出判断输出信号，例如，送出高位准的判断输出信号，以作为电源开启重置的解除信号。此外，本发明的判断电路3例如可为AND门、OR门及NOT漳所组成的逻辑电路，或是由其它逻辑组件组成的逻辑电路。

图2为第一检测装置1的电路图，当电子装置开启时，耦接第一电源V1的电压检测装置10，利用一组分压电阻R1、R2取得分压值，且通过调整分压电阻R1、R2的电阻值，用以设计上升门槛电压设定值Vt，并利用比较器100比较分压值与电压参考值的大小；若分压值大于电压参考值，即表示第一电源V1的第一电压值大于上升电压设定值Vt时，比较器100将输出一电压检测信号Vout，例如，输出一高位准的电压检测信号Vout至延迟装置11(在本实施例中，延迟装置11是由一组非门110所组成)，用以延迟电压检测信号Vout；接着将延迟后的高准位的电压检测信号Vout传送至第一闩锁装置12(在本实施例中，闩锁装置12包括一第四电源V4、一第四晶体管120及非门121)，用以导通一第四晶体管120，以输出第一检测信号POR1。

图3为振荡装置OSC与除频装置20的电路图，其中，振荡装置OSC包括反相器50、振荡装置OSC及电容组52，用以产生脉冲信号CLK，例如，产生32kHz的脉冲信号CLK；而除频装置20包括多模数二进制的涟波计数器400(本实施中，采用模数为5)、反相器202、D形正反器203、或门204及与非门205，其中，涟波计数器400是由多个正反器201所组成；当电子装置开启时，涟波计数器400可依次降低脉冲信号CLK的输出频率，例如，将脉冲信号CLK依次降低至1kHz；再将涟波计数器400中其中之一的输出信号频率，例如，将8kHz的脉冲信号经过反相器202传送至D形正反器的时钟输入端CK，以控制输出信号端Q的导通责任周期(duty cycle)，并将涟波计数器203中另一输出信号频率，例如，将1kHz的脉冲信号传送至D形正反器203的输入端D与或门204与与非门205的第一输入端，以作为D形正反器203的输出信号端Q的工作周期(periodic)，并将输出信号端Q的脉冲信号传送至或门204以及与非门205的第二输入端，以将脉冲信号CLK转变为两互补的第一除频信号F1KA与第二除频信号F1KB。

图4为转换装置21的电路图，其中转换装置21至少包括充电电路800以及第二闩锁装置900，其中充电电路800通过充放电的方式累积第三电源V3开启的电位，以达到监测振荡装置OSC的时钟信号CLK，当时钟信号CLK达到稳定输出时，则利用第二闩锁装置900锁存并输出第二检测信号POR2。

在图4中，充电电路800包括第一晶体管210、第二晶体管211及第一电容器212，依序串接且设置于电子装置的第三电源V3和参考节点之间，且第一除频信号F1KB和第二除频信号F1KA分别耦接第一和第二晶体管210、211的闸极；第二电容器213耦接第一和第二晶体管210、211的连接点与参考节点之间；第三电容器214耦接第一晶体管210第三晶体管215之间，第三晶体管215的闸极耦接第二晶体管211与第一电容器212的连接点；而第二闩锁装置900包括两反相器216反相并联，其输入端耦接第三电容器214及第三晶体管215的连接点；另外，此转换装置21也包括或非门217，其第一输入端耦接第二闩锁装置900的输出，其第二输入端耦接第三晶体管215的闸极；以及反相器217，耦接或非门218的输出。

在图4中，利用上述两组互补的第一除频信号F1KA以及第二除频信号F1KB的工作周期，来控制第一晶体管210与第二晶体管211的导通状态，用以控制第一电容212与第二电容213的充放电时间；当第一晶体管210导通、第二晶体管211截止时，第三电源V3将经过第一晶体管210对第二电容213充电；当第一晶体管210截止、第二晶体管211导通时，第二电容213将经过第二晶体管211对第一电容212充电，因此，经过第一晶体管210与第二晶体管211的反复交换储能信号之后，储存于第一电容器212的电位将逐渐上升，若振荡装置OSC的输出时钟信号CLK未达到稳定，转换电路21将输出低准位的第二检测信号POR2；当振荡装置OSC的输出时钟信号CLK已经达到稳定，也就是储存于第一电容器212的电位可使第三晶体管215导通时，A点的电位VA的低位准信号将转变为低位准的信号，并经过第二闩锁装置900之后将输出通知信号，例如，输出高位准的通知信号，因此，第一电容器212的电位与高位准通知信号经过或非门217的逻辑判断之后，输出低准位的转换输出信号PRST，并经过非门的逻辑判断之后，输出高准位的第二检测信号POR2，并作为第二稳定判断条件。

图5为第一检测装置的输入-输出时序图；当电子装置开启时，第一电源V1电压持续上升并大于上升电压设定值Vt时，此时输出的第一检测信号POR1将会由低位准转变为高位准，并保持稳定状态，直到第一电源V1持续下降并小于下降电压设定值Vt1时，第一检测信号POR1才由高位准转变为低位准输出。

如图6所示，为振荡装置OSC的输入-输出时序图；在此实施例中，第二电源V2为3.3V，耦接振荡装置OSC以输出具有32kHz振荡频率的时钟信号CLK，并将时钟信号CLK传送至除频装置20，用以将时钟信号CLK的输出频率降低为1kHz，并输出两组互补的第一除频信号F1KA与第二除频信号F1KB，用以控制转换装置21输出转换输出信号PRST；例如，当时钟信号CLK未达到稳定时，转换装置21输出高位准的转换输出信号PRST，直到时钟信号CLK稳定时，则输出低位准的转换输出信号PRST，并输出高位准的第二检测信号POR2，作为第二稳定条件。

本发明所揭示的较佳实施例，仅用于帮助了解本发明的实施，并非用以限定本发明，而熟悉本领域技术人员在领悟本发明的精神后，在不脱离本发明的精神范围内，所作的些许更动润饰及等同的变化替换，均应属于本发明专利权利要求书所要求保护的范围内。

Claims

1. 一种电源开启重置的解除装置，用于解除电子装置的电源开启后的重置信号，其中该电子装置至少设有第一电源及第二电源，该解除装置至少包括：

一第一检测装置，耦接于该电子装置的该第一电源，当该电子装置开启且该第一电源的输出值大于一上升电压设定值时，输出一第一检测信号；

一振荡装置，耦接于该电子装置的该第二电源，用以输出时钟信号；

一第二检测装置，耦接于该振荡装置，用于接收该时钟信号，且当该时钟信号达到稳定状态时，输出一第二检测信号；以及

一判断电路，分别耦接于该第一检测装置、该第二检测装置及该电子装置，用以接收该第一检测信号及该第二检测信号，并依据该第一检测信号及该第二检测信号，以输出一解除信号，使该电子装置解除该第一电源及该第二电源开启后的重置信号。

2. 如权利要求1所述的电源开启重置的解除装置，其中该第一检测装置至少包括：

一电压检测装置，耦接于该第一电源，用以检测该第一电源的电压输出值，当该电压输出值大于该上升电压设定值，输出该第一检测信号；以及

一第一闩锁装置，耦接于该电压检测装置，用以锁存及输出该第一检测信号。

3. 如权利要求2所述的电源开启重置的解除装置，其中该第一检测装置还包括一延迟装置，耦接于该电压检测装置与该闩锁装置之间，用以延迟传送该第一检测信号，以增加该第一电源的稳定性。

4. 如权利要求1所述的电源开启重置的解除装置，其中该第二检测装置至少包括：

一除频装置，耦接该振荡装置，用于接收该时钟信号，并且降低该振荡装置的该时钟信号的输出频率；以及

一转换装置，耦接于该除频装置，当该时钟信号的振幅大于一临界设定值时，将该除频装置的输出信号转换成该第二检测信号，并输出至该判断电路。

5. 如权利要求4所述的电源开启重置的解除装置，其中该除频装置输出互补的一第一除频信号及一第二除频信号，而该转换装置至少包括：

一充电电路，耦接该除频装置，用以接收该第一及第二除频信号，并依据该第一及第二除频信号控制充电的步骤，当该时钟信号稳定输出时，该充电电路输出该第二检测信号；以及

一第二闩锁装置，耦接该充电电路，用以锁存并输出该第二检测信号。

6. 如权利要求4所述的电源开启重置的解除装置，其中该判断电路为一逻辑电路，当该第一电源的该输出值大于该上升电压设定值，且该时钟信号的该振幅大于该临界设定值时，依据该第一及第二检测信号，用以输出该解除信号。

7. 如权利要求1所述的电源开启重置的解除装置，其中该第一电源与该第二电源为电压源。

8. 一种电源开启重置解除方法，用于一电子装置的电源开启后的重置信号，其中该电子装置至少设有一第一电源以及一第二电源，该电源开启重置解除方法包括下列步骤：

当该电子装置开启时，检测该第一电源的一第一电压值；

若该第一电压值大于一电压设定值时，送出第一检测信号；

当该电子装置开启时，检测该第二电源的一第二电压值；

接收该第二电压值，并送出一时钟信号；

若该时钟信号输出达到稳定时，送出一第二检测信号；以及

当接收到该第一检测信号及该第二检测信号时，送出一解除信号，使该电子装置解除电源开启后的重置信号。

9. 如权利要求8所述的电源开启重置解除方法，其中当该第一电压值大于该电压设定值，且送出该第一检测信号时，还包括延迟传送该第一检测信号的步骤，以增加该第一电源的稳定性。

10. 如权利要求8所述的电源开启重置解除方法，其中判断该时钟信号是否达到稳定的方法包括下列步骤：

接收该时钟信号且降低该时钟信号的输出频率，并输出两互补的控制信号；

利用该两互补的控制信号来控制一电容的充放电信号；以及

当该时钟信号稳定时，则该电容所储存的能量足以导通一晶体管开关，以输出该第二检测信号。

11. 如权利要求8所述的电源开启重置解除方法，其中该第一电源与该第二电源为电压源。