CN102163071B

CN102163071B - 一种控制电路及其复位时的电源控制方法

Info

Publication number: CN102163071B
Application number: CN 201110022766
Authority: CN
Inventors: 王俊峰; 符昌述; 李红英
Original assignee: Hytera Communications Corp Ltd
Current assignee: Hytera Communications Corp Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: CN102163071A

Abstract

本发明公开了一种控制电路及其复位时的电源控制方法。所述控制电路包括：处理器，用于在检测到开机信号后生成设置信号；与所述处理器相连的复位电路，用于输出复位信号对所述处理器进行复位；与所述处理器相连的逻辑器件，用于根据所述处理器生成的设置信号生成电源控制信号，并在所述处理器复位时保持所述电源控制信号的输出状态不变；与所述逻辑器件相连的电源控制电路，用于在收到所述逻辑器件生成的所述电源控制信号时保持电源的开启。本发明利用具有缓存功能的逻辑器件，在处理器复位时该逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，使得处理器被彻底复位时系统不掉电。

Description

一种控制电路及其复位时的电源控制方法

技术领域

本发明涉及通信控制技术领域，尤其涉及一种控制电路及其复位时的电源控制方法。

背景技术

对于有开关机按键的电子产品，用户通过开关机按键可以控制电源的开关。为了防止误触，按键的控制要有一定的时延，这就要求处理器能够检测开关按键信号，并控制电源开关响应相应的开关机操作。同时出于对产品整机保护的需要，为防止软件死机无法恢复，系统中加入了硬件看门狗，以在运行异常时输出复位信号给处理器，使处理器重新初始化，避免死机。

因此系统控制电路中的复位开关电路要满足以下需求：

●硬件看门狗输出复位信号应能够将处理器彻底复位，防止死机。

●处理器可以正常的控制系统电源的开关。

这两点需求看似简单，却是矛盾的：处理器控制着电源的开关，如果处理器被复位了，系统也就掉电了，无法自动重启。

在现有的技术条件下，一般在控制电路中采用如下三种方式的复位开关电路：

现有技术方案一：增加独立的单片机控制电源的开关

如图1所示，该方案中处理器2对系统的电源开关进行控制，处理器1负责系统的业务处理，硬件看门狗对处理器1进行复位。当处理器1运行异常时，看门狗电路Watchdog输出复位信号使处理器1复位，系统重新运行。该过程中处理器2没有被复位，一直保持着电源控制信号有效。该技术方案采用双处理器工作，系统控制比较复杂，而且处理器2没有被复位，不能实现系统彻底复位，只能复位单个处理器，另外由于方案复杂导致成本较高。

现有技术方案二：用电源控制芯片控制电源的开关

如图2所示，电源控制芯片输出信号PWR_ON/OFF控制电源的开关，该芯片的输入由手动按键ON/OFF和处理器控制信号构成或的关系，两者都可以使电源控制芯片保持PWR_ON/OFF信号。开机时。先由手动按键ON/OFF信号开启电源，保持一定时间后松开，由处理器来控制电源控制芯片输出电源保持信号。开机后处理器不能被复位，否则会导致系统断电，无法重启。该技术方案中处理器只能靠上电复位信号复位，处理器运行起来后如果对处理器复位，会导致电源保持信号丢失，系统掉电，且无法自动重启，另外增加的电源控制芯片电路复杂，成本较高。

现有技术方案三：采用“复位电路+延迟电路+继电器”的方式

如图3所示，正常工作时，继电器D处于吸合状态，延迟电路C不工作。微处理器A定时清除看门狗电路B的计时器，使其不产生复位信号。微处理器A工作异常时，看门狗电路B产生复位信号使其复位，同时也启动延迟电路C。当系统复位达到一定次数时，延迟电路C控制继电器D断开使微处理器A掉电，延迟预定时间段后继电器D吸合，微处理器A重新上电工作。该技术专利方案可以实现看门狗对微处理器的复位，并在微处理器发生一定次数的复位现象以后，对微处理器掉电，然后再上电。一般应用于放置在偏远地区或不便人工维护的大型设备上。该技术方案的缺陷如下：不能与系统的电源控制电路有效结合，微处理器不能控制电源的开关，不能实现按键检测开关机的功能；继电器体积一般较大，占用的PCB空间比较大，不适合用于小型的便携移动产品；电路比较复杂，但实现的功能比较简单，增加延迟及技术电路只是为了计算复位的次数；发生故障多次以后，系统才会掉电然后在延迟电路的作用下再上电，不能及时有效地保护电路。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中不能对CPU进行彻底复位或CPU复位时系统掉电不能重启的缺陷，提供一种能够彻底复位CPU并在复位时不使系统掉电的控制电路及其复位时的电源控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种控制电路，包括：

处理器，用于在检测到开机信号后生成设置信号；

与所述处理器相连的复位电路，用于输出复位信号对所述处理器进行复位；

与所述处理器相连的逻辑器件，用于根据所述处理器生成的设置信号生成电源控制信号，并在所述处理器复位时保持所述电源控制信号的输出状态不变；

与所述逻辑器件相连的电源控制电路，用于在收到所述逻辑器件生成的所述电源控制信号时保持电源的开启。

本发明一种控制电路中，所述复位电路包括看门狗电路，所述看门狗电路用于在系统故障时对所述处理器进行复位。

本发明一种控制电路中，所述复位电路还包括与所述看门狗电路相互并联的上电复位电路，所述上电复位电路用于在系统上电时对所述处理器进行复位。

本发明一种控制电路中，所述逻辑器件是能根据输入改变自己的输出状态、并在所述输入消失时保持所述输出状态不变的输入/输出扩展器件。

本发明一种控制电路中，所述逻辑器件是寄存器或锁存器。

本发明还提供了一种控制电路复位时的电源控制方法，包括以下步骤：

S1、处理器检测到开机信号后生成设置信号；

S2、逻辑器件根据所述设置信号生成电源控制信号，并缓存所述电源控制信号，所述电源控制信号用于保持电源开启；

S3、故障时对所述处理器进行复位，所述设置信号消失，所述逻辑器件保持所述电源控制信号的输出状态不变。

本发明一种控制电路复位时的电源控制方法中，在步骤S1前还包括：

生成开机信号，所述开机信号用于开启电源。

本发明一种控制电路复位时的电源控制方法中，还包括：开启电源后对所述处理器进行上电复位。

本发明一种控制电路复位时的电源控制方法中，所述逻辑器件是能根据输入改变自己的输出状态、并在所述输入消失时保持所述输出状态不变的输入/输出扩展器件。

本发明一种控制电路复位时的电源控制方法中，所述逻辑器件是寄存器或锁存器。

本发明一种控制电路及其复位时的电源控制方法的有益效果为：利用具有缓存功能的逻辑器件，使处理器通过该逻辑器件间接地控制电源控制电路，在处理器复位时该逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，从而保证处理器复位时系统不掉电。同时，复位电路可以对处理器进行彻底复位，消除软件死机造成的隐患，并且复位后能够重新启动。本发明既实现了处理器对电源开关的控制，又能够满足处理器被复位时系统不掉电。另外，本发明充分利用电路现有器件，成本低，运行可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术一的控制电路的结构示意图；

图2是现有技术二的控制电路的结构示意图；

图3是现有技术三的控制电路的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的控制电路的结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的控制电路的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的开关电路的电路图；

图7是根据本发明一个实施例的复位电路的电路图；

图8是根据本发明一个实施例的控制电路复位时的电源控制方法的流程图；

图9是根据本发明另一个实施例的控制电路复位时的电源控制方法的流程图；

图10是根据本发明一个实施例的控制电路的工作时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

图4是根据本发明一个实施例的控制电路的结构示意图。在本实施例中，控制电路包括电源41、电源控制电路42、处理器43、逻辑器件44和复位电路45。

电源41，与电源控制电路42、处理器43以及电子器件中的其它电路模块相连，用于给处理器43和电子器件中的其它电路模块供电。

电源控制电路42，与逻辑器件44和电源41相连，用于根据开/关机信号ON/OFF生成电源开启/关闭信号，从而控制电源41的开启和关闭。例如，电源控制电路42可以根据开机信号生成电源开启信号PWR_ON来开启电源。开关机信号ON/OFF可以根据用户操作接口，例如开关机控制接口的状态生成。开关机控制接口可以是例如但不限于开关机按键、开关机旋钮、开关机触摸键等。电源控制电路42还可以从逻辑器件44接收电源控制信号PWR_CTRL，并根据电源控制信号PWR_CTRL生成电源开启信号，保持电源的开启。

处理器43，与电源41、逻辑器件44和复位电路45相连，用于在检测到开机信号后生成设置信号，并将设置信号作为逻辑器件44的输入，以便通过逻辑器件44间接控制电源41。

逻辑器件44，与处理器43和电源控制电路42相连，用于从处理器43接收设置信号，根据该设置信号生成电源控制信号作为自己的输出，并缓存该电源控制信号以便在设置信号消失时保持自己的输出状态(即电源控制信号)不变。

复位电路45，与处理器43相连，用于对处理器43进行复位。复位电路45可以包括用于在系统上电时对处理器43进行复位的上电复位电路和用于在软件运行故障时对处理器43进行复位的看门狗电路。上电复位电路与看门狗电路相互并联。例如，复位电路45可以从处理器43接收监测信号RST_CTRL并在监测信号RST_CTRL表示异常时输出复位信号RESET对处理器43进行复位。又例如，复位电路45可以在系统上电时输出复位信号RESET对处理器43进行复位。

本发明提供的控制电路利用具有缓存功能的逻辑器件，使处理器通过该逻辑器件间接地控制电源控制电路，在处理器复位时该逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，从而保证处理器复位时系统不掉电。同时，复位电路可以对处理器进行彻底复位，消除软件死机造成的隐患，并且复位后能够重新启动。本发明既实现了处理器对电源开关的控制，又能够满足处理器被复位时系统不掉电。另外，本发明充分利用电路现有器件，成本低，运行可靠。

图5是根据本发明另一个实施例的控制电路的结构示意图。在本实施例中，控制电路包括电源41、电源控制电路42、处理器43、逻辑器件44、复位电路45和开关机按键电路46。

开关机按键电路46，与外部用户操作接口，例如开关机控制接口相连，用于根据用户操作生成相应的开机或关机信号。虽然本文中将其称为开关机按键电路，但这仅仅是为了说明清楚，而不用于限制，在本发明的实施例中，开关机控制接口可以包括任意用于控制开/关状态的用户接口，例如开关机按键、开关机旋钮、开关机触摸键等。例如，开关机按键电路46检测到开关机按键处于开启状态时，生成开机信号，开启电源。又例如，开关机按键电路46检测到开关机按键处于关闭状态时，生成关机信号，关闭电源。又例如，开关机按键电路46检测到开关机按键处于开启状态并持续预定时间段后，生成开关按键检测信号PWB，并将PWB传送给处理器43以便处理器43生成设置信号。这样，可以避免开关机控制接口的误操作，例如开关机按键、开关机旋钮、开关机触摸键等的误触造成不必要的开关机。

电源控制电路42，与开关按键信号电路46、逻辑器件44和电源41相连，用于从开关机按键电路46接收开/关机信号ON/OFF，并根据开/关机信号ON/OFF生成相应的电源开启信号PWR_ON或电源关闭信号PWR_OFF，从而控制电源41的开启或关闭。电源控制电路42还可以从逻辑器件44接收电源控制信号PWR_CTRL，根据电源控制信号PWR_CTRL生成电源开启信号PWR_ON，并将生成的PWR_ON传送给电源41以控制电源41保持在开启状态。

处理器43，与电源41、逻辑器件44、复位电路45和开关机按键电路46连接，用于从开关机按键电路46接收开关按键检测信号PWB并根据PWB生成设置信号(例如，数据信号DATA、片选信号CS和时钟信号CLK)给逻辑器件44，以便控制逻辑器件44的输出。处理器43还可以向复位电路45输出用于表示处理器工作状态的监测信号RST_CTRL，以便复位电路45检测实时检测处理器43的工作状态是否正常。另外，处理器43还可以直接与电源控制电路42相连，根据PWB生成附加电源控制信号并将其传送给电源控制电路42，从而直接控制电源，该附加电源控制信号与电源控制信号PWR_CTRL等效。处理器43可以是例如但不限于OMAP5912。

逻辑器件44，与处理器43和电源控制电路42相连，用于从处理器43接收设置信号(例如，数据信号DATA、片选信号CS和时钟信号CLK)，根据这些设置信号生成电源控制信号PWR_CTRL作为自己的输出，并缓存PWR_CTRL以便在设置信号消失时保持自己的输出状态不变，从而保持电源41处于开启状态。逻辑器件44可以是各种能根据输入改变自己的输出状态、并在输入消失时保持自己的输出状态不变的输入/输出扩展器件。例如，逻辑器件44可以是寄存器或锁存器，例如74HC594、74HC595等，值得注意的是，本发明并不受限于任意特定类型的逻辑器件，而可以包括任意合适的具有上述功能的逻辑器件。

复位电路45，与处理器43相连，用于对处理器43进行复位。复位电路45进一步包括用于在系统上电时对处理器43进行复位的上电复位电路和用于在软件运行故障时对处理器43进行复位的看门狗电路。上电复位电路与看门狗电路相互并联。例如，复位电路45可以从处理器43接收监测信号RST_CTRL并在监测信号RST_CTRL表示异常时输出复位信号RESET对处理器43进行复位。又例如，复位电路45可以在系统上电时输出复位信号RESET对处理器43进行复位。

在一个示例性工作过程中，按下开关机按键，开关机按键电路46生成开机信号并将该信号传递给电源控制电路42。电源控制电路42接收开机信号后输出电源开启信号PWR_ON(例如，高电平时为电源开启信号，低电平时为电源关闭信号)使电源41处于开启状态，同时复位电路45中的上电复位电路对处理器43进行初始化复位。持续按下开关机按键预定时间段后，开关机按键电路46生成开关按键检测信号PWB。处理器43从开关机按键电路46接收开关按键检测信号PWB并生成设置信号(例如，数据信号DATA、片选信号CS和时钟信号CLK)通过串口对逻辑器件44进行设置以控制逻辑器件44的输出。例如，逻辑器件44的初始输出电平为低电平，此低电平对电源控制电路42无效，而设置信号可以将逻辑器件44的输出电平设置为高电平，此时，高电平的电源控制信号PWR_CTRL对电源控制电路42有效，电源控制电路42可以生成电源开启信号，由于缓存功能，逻辑器件44将保持其输出的高电平状态直至处理器43再次改变其输出，从而保持电源的开启。同样地，逻辑器件44也可以保持其输出的低电平状态直到处理器43再次改变其输出。在工作时，处理器43实时向复位电路45传送监测信号RST_CTRL，也可称作喂狗脉冲信号，复位电路45中的看门狗电路通过喂狗脉冲信号监测处理器43(例如，OMAP5912)的工作状态，当处理器43中的程序运行异常时，看门狗电路输出复位信号RESET使处理器43重新初始化。处理器43复位时，设置信号消失，但逻辑器件44能够继续输出原来的电源控制信号，使自己的输出保持有效状态，从而保证系统不会断电。图6是根据本发明一个实施例的开关电路的电路图。在本实施例中，开/关机信号通过依次串联的二极管D907以及电阻R975连接到电源控制电路Q905的第二脚，8位寄存器74HC594的输出脚通过二极管D914连接到电源控制电路Q905的第二脚，处理器根据接收的开关按键检测信号PWB生成的附加电源控制信号通过二极管D909连接到电源控制电路Q905的第二脚。8位寄存器74HC594的输出脚QH的输出、处理器的电源引脚的输出(即附加电源控制信号)以及开关按键信号构成或的关系，它们中的任一个信号都可以使电源控制电路Q905输出PWR_ON信号。

图7是根据本发明一个实施例的复位电路的电路图。在本发明中，上电复位电路包括上电复位芯片U910，看门狗电路包括看门狗芯片U906，上电复位芯片U910的复位输出脚通过二极管D913和二极管D912与看门狗芯片U906的复位输出脚相连，并从二极管D913和二极管D912之间连接至处理器的复位引脚，且从二极管D913和二极管D912之间通过电阻R932上拉至工作电平3V3D(即3.3V电源)。上电复位信号和看门狗复位信号这两个复位信号构成或的关系，两者都可以使处理器复位。例如，处理器的复位有效电平可以为低电平。在该实例中，系统上电时U910输出900mS的低脉冲给处理器复位。看门狗芯片U906通过第6脚监测处理器输出的喂狗脉冲，其内部定时器的超时时间可预先设置，例如预设为1.6S。当喂狗脉冲停止超过1.6S时，U906的第7脚就会输出复位脉冲给处理器，复位脉冲可以持续一预设时间段，例如200mS左右。

图8是根据本发明一个实施例的控制电路复位时的电源控制方法的流程图。在本实施例中，控制电路复位时的电源控制方法开始于步骤S1。

在步骤S1中，处理器检测到开机信号后生成设置信号。该方法继续于步骤S2。

在步骤S2中，逻辑器件从处理器接收设置信号，根据该设置信号生成电源控制信号作为自己的输出信号，缓存该电源控制信号，并将该电源控制信号用于保持电源开启。逻辑器件可以是能根据输入改变自己的输出状态、并在所述输入消失时保持所述输出状态不变的输入/输出扩展器件。例如，逻辑器件可以是例如但不限于寄存器或锁存器。

在步骤S3中，复位电路检测到软件运行故障时，对处理器进行复位，因此处理器输出的设置信号消失，此时逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，从而控制电源保持在开启状态，使系统不掉电。

本发明提供的控制电路复位时的电源控制方法利用具有缓存功能的逻辑器件，使处理器通过该逻辑器件间接地控制电源控制电路，在处理器复位时该逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，从而保证处理器复位时系统不掉电。同时，复位电路可以对处理器进行彻底复位，消除软件死机造成的隐患，并且复位后能够重新启动。本发明既实现了处理器对电源开关的控制，又能够满足处理器被复位时系统不掉电。

图9是根据本发明另一个实施例的控制电路复位时的电源控制方法的流程图。在本实施例中，控制电路复位时的电源控制方法开始于步骤901。

在步骤901中，根据用户通过开关控制接口输入的表示开启电源的指令生成开机信号，将电源开启。例如，开关控制接口可以是开关机按键，在本实施例中，按下开关按键，生成开机信号从而开启电源。该方法将继续于步骤902。

在步骤902中，用户持续按下开关按键一预设时间段后，生成开关按键检测信号，处理器接收该开关按键检测信号，并根据该开关按键检测信号生成设置信号。可选地，处理器可以直接检测开机信号，当检测到开机信号持续一预设时间段时，生成设置信号以便保持电源开启。该方法将继续于步骤903。

在步骤903中，逻辑器件从处理器接收设置信号，并根据设置信号生成电源控制信号作为自己的输出，以便在开机信号消失后保持电源开启，另外，逻辑器件还可以缓存电源控制信号。控制电路正常工作直至出现故障，此时，该方法将继续于步骤904。

在步骤904中，看门狗电路检测到软件运行异常时生成复位信号对处理器进行复位。此时，设置信号消失，逻辑器件保持电源控制信号的输出状态不变，从而保持电源开启，使系统在处理器复位时不掉电。

在本发明的另一个实施例中，该方法还可以包括在步骤901中，开启电源后，上电复位电路向处理器输出复位信号，对处理器进行上电复位，即初始化处理，使得控制电路能够更好地工作。

图10是根据本发明一个实施例的控制电路的工作时序图。如图所示，软件运行异常时，喂狗脉冲信号停止，看门狗电路输出复位信号使处理器复位，处理器重新初始化后正常运行，在此过程中PWR_ON信号一直保持电源供电，直到处理器控制关机。

本发明解决了单处理器控制电源开关和看门狗应用结合的难题。利用扩展I/O逻辑器件的锁存特性，让处理器通过扩展I/O逻辑器件间接地控制电源控制电路从而保证处理器复位时系统不掉电。同时，复位电路在软件运行异常时对处理器进行彻底复位，消除软件死机造成的隐患，并且复位后能够重新启动。本发明既实现了处理器对电源开关的控制，又能够满足处理器被看门狗复位时系统不掉电。另外，本发明充分利用电路现有器件，成本低，运行可靠。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims

1.一种控制电路，其特征在于，包括：

处理器，用于在检测到开机信号后生成设置信号；

与所述处理器相连的逻辑器件，用于根据所述处理器生成的设置信号生成电源控制信号,并在所述处理器复位时保持所述电源控制信号的输出状态不变；

与所述逻辑器件相连的电源控制电路，用于在收到所述逻辑器件生成的所述电源控制信号时保持电源的开启；

所述逻辑器件是能根据输入改变自己的输出状态、并在所述输入消失时保持所述输出状态不变的输入/输出扩展器件。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述复位电路包括看门狗电路，所述看门狗电路用于在系统故障时对所述处理器进行复位。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述复位电路还包括与所述看门狗电路相互并联的上电复位电路，所述上电复位电路用于在系统上电时对所述处理器进行复位。

4.根据权利要求1－3任一项所述的控制电路，其特征在于，所述逻辑器件是寄存器或锁存器。

5.一种控制电路复位时的电源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、处理器检测到开机信号后生成设置信号；

S3、故障时对所述处理器进行复位，所述设置信号消失，所述逻辑器件保持所述电源控制信号的输出状态不变；所述逻辑器件是能根据输入改变自己的输出状态、并在所述输入消失时保持所述输出状态不变的输入/输出扩展器件。

6.根据权利要求5所述的控制电路复位时的电源控制方法，其特征在于，在步骤S1前还包括：

生成开机信号，所述开机信号用于开启电源。

7.根据权利要求6所述的控制电路复位时的电源控制方法，其特征在于，还包括：开启电源后对所述处理器进行上电复位。

8.根据权利要求5－7任一项所述的控制电路复位时的电源控制方法，其特征在于，所述逻辑器件是寄存器或锁存器。