CN101216788B - 复位监控芯片及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复位监控芯片及复位监控方法。本发明在系统正常上电时，由上电延迟电路控制输出上电延迟复位信号，在系统运行异常的情况下有看门狗的作用，给出复位信号，在系统有掉电趋向时，先发出掉电通知信号，使得掉电通知信号与完全掉电之间保证一定的时间间隔，从而确保掉电时存储数据的时间，掉电过程中不输出复位信号。此外，本发明还提供了强制复位功能，在工作电源参考电压低于某设定好的基准电压值时，维持强制复位信号，以使系统稳定运行。综上所述，本发明能使系统稳定、可靠的运行并及时处理数据，不致丢失。

Description

复位监控芯片及方法

技术领域

本发明涉及电子信息、智能控制、信号处理等系统中的复位监控芯片及复位监控方法。

背景技术

复位监控电路是整个系统最基本又极为关键的部分，其关系到整个系统运行的稳定及可靠性。目前，很多系统中是采用看门狗复位芯片对系统的MCU进行复位，常见的如MAX706，可以完成系统上电时的复位、掉电时的复位、及系统常规运行中的异常复位。

然而，现有的看门狗复位芯片在上电、或掉电时其输出端都直接输出复位信号，这种方式存在一些缺陷，主要表现在：上电时，如果一检测到掉电信号高于某电平时就对MCU发出复位信号，此时系统的MCU可能还未进入稳定工作状态，复位信号就可能不产生效果；另外，掉电时，MCU往往需要一个存储数据的过程，如果一检测到掉电信号低于某电平时就发出复位信号，那么就会丢失一些数据。上述MAX706应用上的缺陷在其它现有看门狗芯片中同样存在。

为了克服现有复位芯片的上述缺陷，现有技术的做法是：在看门狗芯片的外围搭设一些辅助模拟电路，以此实现上电延迟复位及掉电通知的功能。然而，由分离器件搭设的辅助电路存在电路复杂、稳定性差、功耗大、占用空间等缺陷。

此外，现有看门狗芯片不具备强制复位功能，当工作环境较差时，系统工作电源电压波动频繁、起伏较大，或长期处于低电压工作状态，这样系统容易反复复位，造成系统工作不稳定，甚至损毁器件。所以，有必要对系统工作电源进行检测，并采取合适的复位监控措施，进一步提高系统工作的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种复位监控芯片，针对现有技术的缺陷，提供更加完善的复位监控功能，使系统MCU运行稳定，并使系统在电源掉电之前可靠存储数据。上述目的由以下技术方案实现：

一种复位监控芯片，用于执行对系统MCU的复位操作，该芯片内集成的电路包括：

时钟信号发生电路，振荡产生脉冲信号，输入给看门狗延时电路的计数器和上电延迟电路的计数器；

喂狗信号检测电路，输入端连接系统MCU的反馈端，当上电检测信号为高电平时，检测喂狗信号是否有产生翻转，如果有，则输出一清零信号给看门狗延时电路；

看门狗延时电路，根据喂狗信号检测电路输出的清零信号进行记时器清零，或者在超出定时时间而未收到清零信号时，输出溢出信号给复位信号产生电路；

比较器A，输入端分别接掉电检测信号PFI检测端及基准电压信号源，比较器A输出端为芯片的掉电通知端PFO提供掉电通知信号、并为上电延迟电路及喂狗信号检测电路提供上电检测信号，上电检测信号为高电平时使能上电延迟电路及喂狗信号检测电路；

上电延迟电路，当上电检测信号为高电平时，启动计时，计时结束时输出控制信号给复位信号产生电路；

复位信号产生电路，根据看门狗延时电路的溢出信号及上电延迟电路输出的控制信号而产生复位信号，然后输出给系统MCU的复位端。

本发明基于上述复位监控芯片提供一种复位监控方法，包括：

在上电时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为上电延迟电路计数器的计数信号，当所述掉电检测信号PFI电压高于基准电压值后清零上电延迟电路的计数器，在设定的计数完成后控制复位信号产生电路产生一个上电复位信号；

在常规工作时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为看门狗延时电路计数器的计数信号，喂狗信号检测电路检测系统MCU产生的喂狗信号是否在一定时间内翻转，如果喂狗信号产生翻转，看门狗延时电路的计数器清零，重新计数，如果喂狗信号没有产生翻转，看门狗延时电路的溢出信号就控制复位信号产生电路产生复位信号，如此重复循环；

在掉电时，当所述掉电检测信号PFI电压低于基准电压值时，比较器A发出掉电通知信号，在发出掉电通知信号与完全掉电的时间段内，上电检测信号控制喂狗信号检测电路及上电延迟电路不工作，不产生复位信号。

本发明复位监控芯片进而提供有强制复位控制部分，包括比较器B及一与门，比较器B的输入端分别接入芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号，其输出信号与复位信号产生电路的输出信号共同输入所述与门，与门的输出端作为芯片复位信号输出端。

本发明基于上述的复位监控芯片中的强制复位控制部分，进而提供强制复位控制方法，强制复位时，通过比较器B比较芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号的电压，当芯片工作参考电压信号Vref的电压小于基准电压时，通过与门输出强制复位信号。

本发明在系统正常上电时，延时输出上电复位信号，在系统运行异常的情况下有看门狗的作用，给出复位信号，在系统有掉电趋向时，先发出掉电通知信号，使得掉电通知信号与完全掉电之间保证一定的时间间隔，从而确保掉电时存储数据的时间，掉电过程中不输出复位信号。此外，本发明还提供了强制复位功能，在工作电源参考电压低于某设定好的基准电压值时，维持强制复位信号，以使系统稳定运行。综上所述，本发明能使系统稳定、可靠的运行并及时处理数据，不致丢失。

附图说明

图1为本发明复位监控芯片的结构示意图；

图2为本发明复位监控方法的控制流程图；

图3为本发明复位监控芯片的应用示例图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例揭露的复位监控芯片，包括：时钟信号发生电路、喂狗信号检测电路、看门狗延时电路、上电延迟电路、复位信号产生电路、比较器A、比较器B及与门。

时钟信号发生电路振荡产生脉冲信号，输入给上电延迟电路的计数器及看门狗延时电路的计数器。喂狗信号检测电路的输入端连接系统MCU的反馈端，当上电检测信号为高电平时，使能喂狗信号检测电路，从而检测喂狗信号WDI是否有产生翻转，如果有则输出一清零信号给看门狗延时电路。看门狗延时电路根据喂狗信号检测电路输出的清零信号进行记时器清零，或者在超出定时时间而未收到清零信号时，输出溢出信号给复位信号产生电路。比较器A的输入端分别接掉电检测信号PFI检测端及基准电压信号源，比较器A输出端为芯片的掉电通知端PFO提供掉电通知信号，并为喂狗信号检测电路及上电延迟电路提供上电检测信号。当PFI信号的电压大于基准电压时，即比较器A输出的上电检测信号为高电平时，使能喂狗信号检测电路及上电延迟电路，当上电延迟电路的计时结束时输出控制信号给复位信号产生电路。复位信号产生电路，根据上电延迟电路输出的控制信号及看门狗延时电路的溢出信号而产生延迟的上电复位信号及看门狗复位信号，然后输出给系统MCU的复位端。当PFI信号的电压低于基准电压时，比较器A直接输出低电平掉电通知信号到芯片的PFO端，同时上电检测信号亦为低电平，此时控制喂狗信号检测电路及上电延迟电路不工作，在发出掉电通知信号与完全掉电的时间段内，不产生复位信号。

比较器B的输入端分别接入芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号，为使得本发明芯片适应不同电压值电源，如3V或5V，该输入端设置有可调的分压电路，比较器B的输出信号与复位信号产生电路的输出信号共同输入所述与门，与门的输出端作为复位信号输出端。本实施例中基准电压信号为1.25V，来自复位监控芯片的直流电源VDD。

请结合参阅图1及图3，如下表1是本实施例复位监控芯片的管脚定义的说明。

管脚	信号名称	信号定义	备注
				1	WDI	喂狗信号	看门狗信号输入端
2	PFI	掉电检测信号	掉电检测输入端
				3	VREF	芯片工作参考电压	芯片工作电压通过分压电阻后得到的参考电压
4	NC		悬空、没有连接
				5	GND	电源地
6	PFO	掉电通知信号	低电平有效

管脚	信号名称	信号定义	备注
				7	RESET	复位信号	看门狗复位和上电复位时产生200ms的低脉冲，强制复位时产生低电平
8	VDD	芯片工作电源	系统电源或者电池

表1

基于上述复位监控芯片，本发明提供一种复位监控方法，下面结合图2对该方法做进一步的说明：

在上电时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为上电延迟电路计数器1的计数信号，当所述掉电检测信号PFI电压高于基准电压值后清零上电延迟电路的计数器1，在设定的计数完成后控制复位信号产生电路产生一个上电复位信号；

在常规工作时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为看门狗延时电路计数器2的计数信号，喂狗信号检测电路检测系统MCU产生的喂狗信号是否在一定时间内翻转，如果喂狗信号产生翻转，看门狗延时电路的计数器2清零，重新计数，如果喂狗信号没有产生翻转，看门狗延时电路的溢出信号就控制复位信号产生电路产生复位信号，如此重复循环；

在掉电时，当所述掉电检测信号PFI电压低于基准电压值时，比较器A发出掉电通知信号，在发出掉电通知信号与完全掉电的时间段内，上电检测信号控制喂狗信号检测电路及上电延迟电路不工作，不产生复位信号；

强制复位时，通过比较器B比较芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号的电压，当芯片工作参考电压信号Vref的电压小于基准电压时，通过与门输出强制复位信号。

Claims (4)

1.一种复位监控芯片，用于执行对系统MCU的复位操作，其特征在于，芯片内集成的电路包括：

时钟信号发生电路，振荡产生脉冲信号，输入给看门狗延时电路的计数器和上电延迟电路的计数器；

喂狗信号检测电路，输入端连接系统MCU的反馈端，当上电检测信号为高电平时，检测喂狗信号是否有产生翻转，如果有，则输出一清零信号给看门狗延时电路；

看门狗延时电路，根据喂狗信号检测电路输出的清零信号进行记时器清零，或者在超出定时时间而未收到清零信号时，输出溢出信号给复位信号产生电路；

比较器A，输入端分别接掉电检测信号PFI检测端及基准电压信号源，比较器A输出端为芯片的掉电通知端PFO提供掉电通知信号、并为上电延迟电路及喂狗信号检测电路提供上电检测信号，上电检测信号为高电平时使能上电延迟电路及喂狗信号检测电路；

上电延迟电路，当上电检测信号为高电平时，启动计时，计时结束时输出控制信号给复位信号产生电路；

复位信号产生电路，根据看门狗延时电路的溢出信号及上电延迟电路输出的控制信号而产生复位信号，然后输出给系统MCU的复位端。

2.根据权利要求1所述的复位监控芯片，其特征在于，芯片内集成的电路还包括比较器B及一与门，比较器B的输入端分别接入芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号，其输出信号与复位信号产生电路的输出信号共同输入所述与门，与门的输出端作为芯片复位信号输出端。

3.一种基于权利要求1所述的复位监控芯片的复位监控方法，其特征在于，包括：

在上电时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为上电延迟电路计数器的计数信号，当所述掉电检测信号PFI电压高于基准电压值后清零上电延迟电路的计数器，在设定的计数完成后控制复位信号产生电路产生一个上电复位信号；

在常规工作时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为看门狗延时电路计数器的计数信号，喂狗信号检测电路检测系统MCU产生的喂狗信号是否在一定时间内翻转，如果喂狗信号产生翻转，看门狗延时电路的计数器清零，重新计数，如果喂狗信号没有产生翻转，看门狗延时电路的溢出信号就控制复位信号产生电路产生复位信号，如此重复循环；

在掉电时，当所述掉电检测信号PFI电压低于基准电压值时，比较器A发出掉电通知信号，在发出掉电通知信号与完全掉电的时间段内，上电检测信号控制喂狗信号检测电路及上电延迟电路不工作，不产生复位信号。

4.一种基于权利要求2所述的复位监控芯片的复位监控方法，其特征在于，包括：

在上电时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为上电延迟电路计数器的计数信号，当所述掉电检测信号PFI电压高于基准电压值后清零上电延迟电路的计数器，在设定的计数完成后控制复位信号产生电路产生一个上电复位信号；

在常规工作时，利用所述时钟信号发生电路振荡产生的脉冲信号作为看门狗延时电路计数器的计数信号，喂狗信号检测电路检测系统MCU产生的喂狗信号是否在一定时间内翻转，如果喂狗信号产生翻转，看门狗延时电路的计数器清零，重新计数，如果喂狗信号没有产生翻转，看门狗延时电路的溢出信号就控制复位信号产生电路产生复位信号，如此重复循环；

在掉电时，当所述掉电检测信号PFI电压低于基准电压值时，比较器A发出掉电通知信号，在发出掉电通知信号与完全掉电的时间段内，上电检测信号控制喂狗信号检测电路及上电延迟电路不工作，不产生复位信号；

强制复位时，通过比较器B比较芯片工作参考电压信号Vref及基准电压信号的电压，当芯片工作参考电压信号Vref的电压小于基准电压时，通过与门输出强制复位信号。

Images