CN103905020B - 一种自启动电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自启动电路和方法，所述电路包括：采样电压模块，对供电电压分压，获得采样电压；单脉冲产生模块，与所述采样电压模块相连接，利用所述采样电压产生单脉冲信号；开关电路模块，与所述单脉冲产生模块相连接，根据所述单脉冲信号控制启动电路的通断，从而产生启动信号。本发明实施例提供的技术方案，通过对采样电压进行两级延时，并且对两次延时后的电压进行逻辑计算，得到了单脉冲信号，利用单脉冲信号控制启动电路，产生能启动芯片的启动信号，解决了现有技术中不能使用按键时，无法启动芯片的问题。实现了芯片的自启动，不需要人为的控制，使得设备的结构更加简单，启动的稳定性也更高。

Description

一种自启动电路和方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种自启动电路和方法。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，使用各种处理器CPU、单片机、DSP、FPGA和ARM等芯片的设备出现在社会和生活中的各个角落。由于这些设备具有体积小、性能高、便携带、针对性强等各种优点，使得这些设备在社会的各个领域都得到了广泛的应用。在运行上述那些芯片前，需要向芯片的启动管脚发送启动信号，过去，通常采用按键的方式来启动芯片，图1是现有技术中，按键式启动电路。如图1所示：其中，电阻R39和按键开关SW2的连接点为启动信号输出端，连接芯片的启动管脚，通过人为的对按键开关进行控制，来启动芯片。当按下按键时，芯片的启动管脚输入低电平信号，当不按动按键时，芯片的启动管脚输入高电平信号。

但是，如果设备的外壳上，没有预留按键开关的位置，采用按键开关的方法就无法启动芯片，需要一种自启动电路完成芯片的启动，目前，自启动系统还属于正待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种自启动电路和方法，解决了不能使用按键时，无法启动芯片的问题。所述技术方案如下：

一种自启动电路，包括：

采样电压模块，对供电电压分压，获得采样电压；

单脉冲产生模块，与所述采样电压模块相连接，利用所述采样电压产生单脉冲信号；

开关电路模块，与所述单脉冲产生模块相连接，根据所述单脉冲信号控制启动电路的通断，从而产生启动信号。

进一步的，所述采样电压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻相串联，连接在供电电源和地之间，所述第一分压电阻和第二分压电阻的连接点作为采样电压输出端。

进一步的，所述单脉冲产生模块包括：

第一限流电阻，一端与所述采样电压输出端相连接，用于限制第一电容的充电电流；

第一电容，一端与所述第一限流电阻相连接，另一端接地，所述第一电容与所述第一限流电阻的连接点作为第一延时电压输出端；

第一逻辑门，至少有一个输入端与所述第一延时电压输出端相连接，使所述第一逻辑门的输出端输出信号的电平与所述第一延时电压信号的电平相反；

第二限流电阻，一端与所述第一逻辑门的输出端相连接，用于限制第二电容的充电电流；

第二电容，一端与所述第二限流电阻相连接，另一端接地，所述第二电容与所述第二限流电阻的连接点作为第二延时电压输出端；

与非门，一个输入端与所述第二延时电压输出端相连接，另一个输入端与所述第一延时电压输出端相连接，输出端作为单脉冲信号输出端。

进一步的，所述开关电路模块包括：

开关器件，控制端与所述单脉冲信号输出端相连接，所述开关器件的另外两端分别与第三限流电阻的一端和地相连接，用于根据单脉冲信号控制启动电路的通断，其中，所述开关器件与第三限流电阻的连接点作为启动信号输出端，连接芯片的启动管脚；

第三限流电阻，另一端与供电电源相连接。

进一步的，所述第一限流电阻的阻值大于所述第二限流电阻。

进一步的，所述第一限流电阻的阻值是所述第二限流电阻的2倍。

进一步的，所述第一逻辑门是与非门或者非门。

进一步的，所述开关器件是PNP型三极管。

进一步的，通过调整第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的阻值以及第一电容、第二电容的容值和开关器件，调整输出信号的脉宽。

一种自启动电路的方法，其特征在于，所述方法包括：

对供电电压进行分压，得到采样电压；

将采样电压进行两次延时，对两次延时后的电压信号进行逻辑运算，所得的运算结果为单脉冲信号；

利用单脉冲信号控制开关器件的导通与关断，从而控制启动电路的通断，以产生启动信号。

本发明实施例提供的技术方案，通过对采样电压进行两级延时，并且对两次延时后的电压进行逻辑计算，得到了单脉冲信号，利用单脉冲信号控制启动电路，产生能启动芯片的启动信号，解决了现有技术中不能使用按键时，无法启动芯片的问题。实现了芯片的自启动，不需要人为的控制，使得设备的结构更加简单，启动的稳定性也更高。

附图说明

图1是现有技术中，按键式启动电路；

图2是本发明实施例一提供的一种自启动电路系统功能模块框图；

图3是本发明实施例二优选提供的一种自启动电路示意图；

图4是本发明实施例二优选提供的一种自启动电路中，不同位置的电压与时间的关系仿真示意图；

图5是本发明实施例三优选提供的一种自启动电路示意图；

图6是本发明实施例四优选提供的一种自启动电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例，仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

实施例一

图2是本发明实施例一提供的一种自启动电路系统功能模块框图，如图2所示：

一种自启动电路包括：

采样电压模块201，对供电电压分压，获得采样电压；单脉冲产生模块202，与采样电压模块201相连接，利用采样电压产生单脉冲信号；开关电路模块203，与单脉冲产生模块202相连接，根据单脉冲信号控制启动电路的通断，从而产生启动信号。

其中，采样电压模块201进一步包括：

第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻相串联，连接在供电电源和地之间，第一分压电阻和第二分压电阻的连接点作为采样电压输出端。

单脉冲产生模块202进一步包括：

第一限流电阻，一端与采样电压输出端相连接，用于限制第一电容的充电电流；第一电容，一端与第一限流电阻相连接，另一端接地，第一电容与第一限流电阻的连接点作为第一延时电压输出端；第一逻辑门，至少有一个输入端与第一延时电压输出端相连接，使得第一逻辑门的输出端输出信号的电平与第一延时电压信号的电平相反；第二限流电阻，一端与第一逻辑门的输出端相连接，用于限制第二电容的充电电流；第二电容，一端与所述第二限流电阻相连接，另一端接地，第二电容与第二限流电阻的连接点作为第二延时电压输出端；与非门，一个输入端与第二延时电压输出端相连接，另一个输入端与第一延时电压输出端相连接，输出端作为单脉冲信号输出端。

其中，第一限流电阻的阻值大于第二限流电阻，本发明的实施例优选的取第一限流电阻的阻值是第二限流电阻的2倍。

开关电路模块203进一步包括：

开关器件，控制端与单脉冲信号输出端相连接，开关器件的另外两端分别与第三限流电阻的一端和地相连接，用于根据单脉冲信号控制启动电路的通断，其中，开关器件与第三限流电阻的连接点作为启动信号输出端，连接芯片的启动管脚；第三限流电阻，另一端与供电电源相连接。其中，本发明的实施例优选的选用PNP型三极管作为开关器件。

本电路的基本原理：

首先，对供电电压进行分压，得到采样电压，通过电阻电容组成的延时电路，将采样电压进行两次延时，通过逻辑门器件对两次延时后得到的电压信号进行逻辑运算，所得的运算结果为单脉冲信号，利用单脉冲信号控制开关器件的导通与关断，从而控制启动电路的通断，以产生启动信号，将启动信号输出端与芯片的启动管脚相连接。

其中，通过调整第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的阻值以及第一电容、第二电容的容值和开关器件，可以调整输出信号的脉宽。

实施例二

图3是本发明实施例二优选提供的一种自启动电路示意图，如图3所示：

第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成采样电压模块，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2相串联，连接在供电电源与地之间，对供电电压进行分压，获得采样电压，通过调节第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值，可以获得不同的采样电压，以适合不同的采样电压的要求，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的连接点作为采样电压输出端。

第一限流电阻R3、第一电容C1、第一逻辑门U1、第二限流电阻R4、第二电容C2和与非门U2构成了单脉冲产生模块，其中，本发明的实施例优选的选用与非门作为第一逻辑门U1。第一限流电阻R3一端连接采样电压输出端，另一端连接第一电容C1，第一电容C1的另一端接地，第一限流电阻R3和第一电容C1的连接点作为第一延时电压输出端；第二限流电阻R4的一端连接第一逻辑门U1的输出端，另一端连接第二电容C2，第二电容C2的另一端接地，第二限流电阻R4和第二电容C2的连接点作为第二延时电压输出端。本发明的实施例优选的采用以下连接方式：将第一延时电压输出端与第一逻辑门U1的两个输入端相连接，同时连接与非门U2的一个输入端，与非门U2的另一个输入端与第二延时电压输出端相连接，与非门U2的输出端输出单脉冲信号。

开关器件Q1和第三限流电阻R5构成开关电路模块，开关器件Q1的控制端与单脉冲信号输出端相连接，开关器件Q1的另外两端分别与第三限流电阻R5和地相连接。

以上电路的基本原理为：

当供电电源接通后，由于第一电容C1不能瞬间充满电，第一延时电压输出端的电压不能立刻达到采样电压值，所以此时第一逻辑门U1的两个输入端，均输入低电平信号，输出端输出高电平信号，而由于第二电容C2充电也需要时间，因此，此时第二延时电压输出端也输出低电平信号，则与非门U2的两个输入端均输入低电平信号，所以，与非门U2的输出端输出高电平信号，由于本发明的实施例优选的选用PNP型三极管作为开关器件Q1，因此高电平信号使开关器件Q1处于截止状态，这时芯片的启动管脚输入高电平信号；

随着第一电容C1和第二电容C2不断的充电，第一延时电压和第二延时电压不断升高，由于第一限流电阻R3的阻值大于第二限流电阻R4的阻值，所以第一电容C1比第二电容C2充电慢，当第二延时电压刚刚达到高电平时，第一延时电压还是低电平，这时与非门U2的输出端仍然输出高电平信号，则开关器件Q1仍然处于截止状态，这时芯片的启动管脚仍然输入高电平信号；

以上两个阶段是完成系统上电的阶段，系统上电后，进入到待机状态，这时，随着第一电容C1的继续充电，第一延时电压达到高电平，所以此时第一逻辑门U1的两个输入端，均输入高电平信号，输出端输出低电平信号，而与非门U2的两个输入端也均输入高电平信号，输出端输出低电平信号，使开关器件Q1处于导通状态，这时芯片的启动管脚输入低电平信号，启动系统；

由于第一逻辑门U1的输出端输出了低电平信号，使得第二电容C2通过第二限流电阻R4和第一逻辑门U1放电，当第二延时电压达到低电平时，与非门U2的一个输入端输入高电平信号，一个输入端输入低电平信号，所以与非门U2的输出端输出高电平信号，则开关器件Q1又处于截止状态，芯片的启动管脚再次输入高电平信号，此时启动完成。

图4是本发明实施例二优选提供的一种自启动电路中，不同位置的电压与时间的关系仿真示意图，如图4所示：

图中，横坐标表示时间，纵坐标表示电压，曲线401表示启动电路中供电电源的电压随时间变化的情况，曲线402表示第一延时电压随时间变化的情况，曲线403表示第二延时电压随时间变化的情况，曲线404表示启动信号电压随时间变化的情况。

在T1时刻时，系统接通电源，第一延时电压和第二延时电压逐渐增大，第二延时电压比第一延时电压增加的快，在T1时刻和T2时刻之间，启动信号为高电平；

在T2时刻时，第一延时电压达到高电平，第二延时电压开始下降，启动信号变为高电平，在T2时刻和T3时刻之间，第二延时电压仍然是高电平，所以启动信号始终为高电平；

在T3时刻时，第二延时电压达到低电平，启动信号再次为低电平。

实施例三

图5是本发明实施例三优选提供的一种自启动电路示意图，如图5所示：

本实施例与实施例二不同的是，本实施例优选的采用以下连接方式：将第一延时电压输出端与第一逻辑门U1的一个输入端相连接，而第一逻辑门U1的另一个输入端与采样电压输出端相连接，与非门U2的两个输入端分别与第一延时电压输出端和第二延时电压输出端相连接，与非门U2的输出端输出单脉冲信号。

本实施例其他的器件和连接方式均与实施例二相同，相同的部分在这里就不再赘述。

通过本实施例的这种连接方式连接的电路，基本原理与实施例二相同，当第一延时电压输出端输出低电平信号时，第一逻辑门U1的输出端输出高电平信号，当第一延时电压输出端输出高电平信号时，第一逻辑门U1的输出端输出低电平信号，能够达到和实施例二相同的技术效果。

实施例四

图6是本发明实施例四优选提供的一种自启动电路示意图，如图6所示：

本实施例与实施例二和实施例三不同的是，本实施例优选的采用非门作为第一逻辑门U1，连接方式如下：将第一延时电压输出端与第一逻辑门U1的输入端相连接，与非门U2的两个输入端分别与第一延时电压输出端和第二延时电压输出端相连接，与非门U2的输出端输出单脉冲信号。

本实施例其他的器件和连接方式均与实施例二和实施例三相同，相同的部分在这里就不再赘述。

通过本实施例的这种连接方式连接的电路，基本原理与实施例二和实施例三相同，当第一延时电压输出端输出低电平信号时，第一逻辑门U1的输出端输出高电平信号，当第一延时电压输出端输出高电平信号时，第一逻辑门U1的输出端输出低电平信号，能够达到和实施例二和实施例三相同的技术效果。

本发明实施例提供的技术方案，通过对采样电压进行两级延时，并且对两次延时后的电压进行逻辑计算，得到了单脉冲信号，利用单脉冲信号控制启动电路，产生能启动芯片的启动信号，解决了现有技术中不能使用按键时，无法启动芯片的问题。实现了芯片的自启动，不需要人为的控制，使得设备的结构更加简单，启动的稳定性也更高。

以上仅是针对本发明的优选实施例及其技术原理所做的说明，而并非对本发明的技术内容所进行的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的技术范围内，所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自启动电路，其特征在于，包括：

采样电压模块，对供电电压分压，获得采样电压；

单脉冲产生模块，与所述采样电压模块相连接，利用所述采样电压产生单脉冲信号；

开关电路模块，与所述单脉冲产生模块相连接，根据所述单脉冲信号控制自启动电路的通断，从而产生启动信号；

所述采样电压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻相串联，连接在供电电源和地之间，所述第一分压电阻和第二分压电阻的连接点作为采样电压输出端；

所述单脉冲产生模块包括：

第一限流电阻，一端与所述采样电压输出端相连接，用于限制第一电容的充电电流；

第一电容，一端与所述第一限流电阻相连接，另一端接地，所述第一电容与所述第一限流电阻的连接点作为第一延时电压输出端；

第一逻辑门，至少有一个输入端与所述第一延时电压输出端相连接，使所述第一逻辑门的输出端输出信号的电平与所述第一延时电压输出端输出信号的电平相反；

第二限流电阻，一端与所述第一逻辑门的输出端相连接，用于限制第二电容的充电电流；

第二电容，一端与所述第二限流电阻相连接，另一端接地，所述第二电容与所述第二限流电阻的连接点作为第二延时电压输出端；

与非门，一个输入端与所述第二延时电压输出端相连接，另一个输入端与所述第一延时电压输出端相连接，输出端作为单脉冲信号输出端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路模块包括：

开关器件，控制端与所述单脉冲信号输出端相连接，所述开关器件的另外两端分别与第三限流电阻的一端和地相连接，用于根据单脉冲信号控制自启动电路的通断，其中，所述开关器件与第三限流电阻的连接点作为启动信号输出端，连接芯片的启动管脚；

第三限流电阻，另一端与供电电源相连接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一限流电阻的阻值大于所述第二限流电阻。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一限流电阻的阻值是所述第二限流电阻的2倍。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一逻辑门是与非门或者非门。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关器件是PNP型三极管。

7.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，通过调整第一分压电阻、第二分压电阻、第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的阻值以及第一电容、第二电容的容值和开关器件，调整启动信号的脉宽。