CN104122967A - 一种上电掉电复位控制电路及计算机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种上电掉电复位控制电路及计算机，其中，该上电掉电复位控制电路包括MCU、用于在所述MCU上电后对所述MCU进行复位的上电复位模块、用于在所述MCU掉电后对所述MCU进行复位的掉电复位模块、以及电源模块，所述电源模块用于提供总线电压、MCU接口电压、MCU内核电压；当所述MCU掉电时，所述掉电复位模块在电源模块的MCU接口电压和MCU内核电压都没有开始掉电之前，就强制MCU进行复位停止工作。实施本发明可在MCU掉电后，通过掉电复位模块对MCU进行复位，避免数据出错或丢失。

Description

一种上电掉电复位控制电路及计算机

技术领域

本发明涉及MCU的保护电路，更具体地说，涉及一种上电掉电复位控制电路及计算机。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，计算机的应用越来越广泛，对计算机的要求也越来越高了，通常人们对计算机中的MCU（Micro Control Unit，微控制单元）的设计时只包含了上电复位设计，这种设计能满足大部分需要，但是在一些要求高的应用场合，还需要考虑到MCU的掉电保护，避免在掉电过程中MCU因电平不稳而产生的误动作造成flash数据丢失，外部接口数据出错，避免掉电重新上电后不能开机而需要对系统进行维护。因此，在现有技术中因未考虑掉电保护，则在掉电时，MCU将出错。

在计算机的开启过程中，MCU的上电过程如下：一般先接上电源适配器（常见的是5V/12V适配器），给主板提供一个总线电源，然后这个总线电源分别先产生MCU所需要的IO接口电源，以及MCU内核电源。在这些外部电源稳定后，由复位芯片延时后产生MCU所需要的复位信号来复位MCU，然后MCU开始正常工作。在上电过程中一般能按照一个设定好的时序对主板上的电源上电，而在掉电时，如关掉电源适配器，电源适配输出电压在几个毫秒内被直接拉到一个很低的电压，当总线电压掉到一定程度的时候，MCU的IO接口电源跟MCU的内核电源很难同时停止工作，如内核电源还没掉到一个足够让MCU停止工作的一个电压，而IO电压这时候也处于一个中间态，有可能在逻辑上被判定为高电平，也有可能被判定为低电平，而导致数据出错。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的在掉电时无法对MCU进行数据保护导致数据出错的缺陷，提供一种可解决以上缺陷的上电掉电复位控制电路及计算机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种上电掉电复位控制电路，包括MCU、用于在所述MCU上电后对所述MCU进行复位的上电复位模块、用于在所述MCU掉电后对所述MCU进行复位的掉电复位模块、以及电源模块，所述电源模块用于提供总线电压、MCU接口电压、MCU内核电压，当所述MCU掉电时，所述掉电复位模块在电源模块的MCU接口电压和MCU内核电压都没有开始掉电之前，就强制MCU进行复位停止工作。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述掉电复位模块包括比较器、开关单元、用于提供基准电压的基准单元和用于采样总线电压的采样单元，所述比较器的同向输入端通过采样单元连接电源模块的MCU接口电压输出端，所述比较器的反向输入端通过基准单元连接电源模块的MCU内核电压输出端，所述比较器的输出端通过开关单元连接MCU的复位信号输入端；当所述MCU掉电时，所述比较器的同向输入端通过采样单元采集的MCU接口电压小于比较器反向输入端通过基准单元获得的MCU内核电压，所述比较器输出低电平，进而控制开关单元导通输出低电平给MCU的复位信号输入端，强制MCU进行复位停止工作。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述开关单元包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的第一端连接比较器的输出端、第二端接地、第三端连接第二场效应管的第一端，第二场效应管的第二端接地、第三端连接MCU的复位信号输入端。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述基准单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接电源模块的MCU内核电压输出端，所述第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端及连接比较器的反向输入端，所述第二电阻的第二端接地。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述采样单元包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端连接电源模块的MCU接口电压输出端，所述第三电阻的第二端连接第四电阻的第一端及连接比较器的正向输入端，所述第四电阻的第二端接地。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述上电复位模块包括复位单元，所述复位单元的第一端接地、第二端通过第五电阻连接MCU的复位信号输入端、第三端通过第六电阻连接电源模块的MCU内核电压输出端、第四端连接电源模块的MCU接口电压输出端；当所述MCU上电时，所述复位单元的第二端输出一个低脉冲给所述MCU的复位信号输入端，对所述MCU进行复位。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述复位单元的第二端通过第七电阻连接电源模块的MCU接口电压输出端，所述复位单元的第二端还通过第二电容接地，所述复位单元的第四端还通过第一电容接地。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述比较器的反向输入端还通过第三电容接地，所述比较器的输出端还通过第八电阻连接电源模块的总线电压输出端，所述第一场效应管的第三端还通过第九电阻连接电源模块的总线电压输出端。

在本发明所述的上电掉电复位控制电路中，所述复位单元采用型号为RT9817C-30GH的芯片。

本发明还构造一种计算机，包括上述任一项所述的上电掉电复位控制电路。

实施本发明的上电掉电复位控制电路，具有以下有益效果：可在MCU掉电后，通过掉电复位模块对MCU进行复位，即在电源模块的MCU接口电压和MCU内核电压都没开始掉电之前，就强制MCU进行复位停止工作，避免数据出错或丢失。

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是本发明的上电掉电复位控制电路实施例一的逻辑图；

图2是图1中掉电复位模块实施例一的逻辑图；

图3是本发明的上电掉电复位控制电路实施例一的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的更加清楚明白，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。

如图1所示，在本发明的上电掉电复位控制电路实施例一的逻辑图中，包括MCU10、用于在该MCU10上电后对该MCU10进行复位的上电复位模块30、用于在该MCU10掉电后对该MCU10进行复位的掉电复位模块20、以及电源模块40，该电源模块40用于提供总线电压、MCU接口电压、MCU内核电压。电源模块40为MCU10、掉电复位模块20、上电复位模块30提供电源，当该MCU10掉电时，掉电复位模块20在电源模块的MCU接口电压和MCU内核电压都没有开始掉电之前，就强制MCU10进行复位停止工作。

图2是图1中的掉电复位模块20实施例一的逻辑图，该掉电复位模块20包括比较器23、开关单元24、用于提供基准电压的基准单元21和用于采样总线电压的采样单元22，该比较器23的同向输入端通过采样单元22连接电源模块40的MCU接口电压输出端，该比较器23的反向输入端通过基准单元21连接电源模块40的MCU内核电压输出端，该比较器的输出端通过开关单元24连接MCU10的复位信号输入端。下面说明该掉电复位模块的工作原理：基准单元21提供基准电压，比较器23将采样单元22所采样的电源模块40的MCU接口电压与基准单元21从电源模块40获得的MCU内核电压进行比较，当MCU10处于掉电状态时（通过电源模块40的总线电压输出端+V12A为MCU10供电），比较器23的同向输入端采集的电压小于反向输入端的基准电压，比较器23的输出端输出低电平，进而控制开关单元24导通输出低电平给MCU10的复位信号输入端RESET，强制MCU10进行复位停止工作。

具体的，开关单元24包括第一场效应管和第二场效应管，该第一场效应管的第一端连接比较器23的输出端、第二端接地、第三端连接第二场效应管的第一端，第二场效应管的第二端接地、第三端连接MCU10的复位信号输入端。

如图3所示，是本发明的上电掉电复位控制电路实施例一的电路图，包括：MCU10、上电复位模块30、掉电复位模块20、以及电源模块40。该电源模块40用于提供总线电压、MCU接口电压、MCU内核电压。电源模块40为MCU10、掉电复位模块20、上电复位模块30提供电源。在MCU10掉电时，该掉电复位模块20在电源模块40的MCU接口电压和MCU内核电压都没有开始掉电之前，就强制MCU10进行复位停止工作。

掉电复位模块20包括比较器23、开关单元24、用于提供基准电压的基准单元21和用于采样总线电压的采样单元22，该比较器23的同向输入端通过采样单元22连接电源模块40的MCU接口电压输出端，该比较器23的反向输入端通过基准单元21连接电源模块40的MCU内核电压输出端，该比较器的输出端通过开关单元24连接MCU10的复位信号输入端。其中，基准单元21包括第一电阻R1和第二电阻R2，该第一电阻R1的第一端连接电源模块40的MCU内核电压输出端VCCIO，该第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端及连接比较器23的反向输入端，该第二电阻R2的第二端接地，采样单元22包括第三电阻R3和第四电阻R4，该第三电阻R3的第一端连接电源模块40的MCU内核电压输出端+V12A，该第三电阻R3的第二端连接第四电阻R4的第一端及连接比较器23的正向输入端，该第四电阻R4的第二端接地。

开关单元24包括第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，该第一场效应管Q1的第一端连接比较器23的输出端、第二端接地、第三端连接第二场效应管Q2的第一端，第二场效应管Q2的第二端接地、第三端连接MCU10的复位信号输入端RESET。优选的，该第一场效应管Q1和第二场效应管Q2均采用型号为2N7002的N沟道场效应管，该第一场效应管Q1的第一端为栅极、第二端为源极、第三端为漏极。第一场效应管Q1的栅极还通过第八电阻R8连接电源模块40的总线电压输出端+V12A，第一场效应管Q1的漏极还通过第九电阻R9连接电源模块40的总线电压输出端+V12A。

比较器23的反向输入端还通过第三电容C3接地，该比较器23的输出端还通过第八电阻R8连接电源模块40的总线电压输出端。

上电复位模块30包括复位单元U1，优选的，该复位单元U1采用型号为RT9817C-30GH的芯片，复位单元U1的第一端接地、第二端通过第五电阻R5连接MCU10的复位信号输入端RESET、第三端通过第六电阻R6连接电源模块40的MCU内核电压输出端VCC2、第四端连接电源模块40的MCU接口电压输出端VCCIO。该复位单元U1的第二端还通过第七电阻R7连接电源模块40的MCU接口电压输出端VCCIO，该复位单元U1的第二端还通过第二电容C2接地，该复位单元U1的第四端还通过第一电容C1接地。

该上电掉电复位控制电路的工作原理如下：

当给电源模块40接上电源适配器时（常见是5V/12V适配器），电源模块40首先产生一个总线电压，通过总线电压输出端+V12A输出电压，为MCU10提供电源，该电源模块40还通过MCU接口电压输出端VCCIO输出MCU接口电压、通过MCU内核电压输出端VCC2输出内核电压。在上电过程中，比较器23的的正向输入端的电压始终高于反向输入端的电压，比较器23的输出端高电平，使得第一场效应管Q1打开、第二场效应管Q2关闭，即第二场效应管Q2的第三端为关闭状态，不输出电平信号，MCU10的复位信号输入端RESET的输入电平仅由上电复位模块30决定。在电源模块40通过MCU接口电压输出端VCCIO输出的MCU接口电压电平稳定后，复位单元U1的第二脚先输出低电平，然后在MCU接口电压VCCIO的控制下，再将复位单元U1的第二脚的输出电平拉高，即使得复位单元U1的第二脚产生一个低脉冲，对MCU10的复位信号输入端RESET输入一个低脉冲，使得MCU10进行复位，然后该MCU10正常工作。该MCU10上电复位后，上电复位端RESET在MCU接口电压的影响下，持续输入高电平，不对MCU10进行复位操作，MCU10正常工作。在掉电过程中，如关掉电源适配器，则电源模块40的总线电压输出端+V12A的输出电压在几个毫秒内被直接拉到一个很低的电平，在掉电的一小段时间内，电源模块40的MCU接口电压输出端输出的接口电压VCCIO和MCU内核电压输出端VCC2输出的内核电压保持不变，即该复位单元U1的第二端持续输出高电平，不对MCU10的复位信号输入端RESET输出复位信号，MCU10的复位控制由掉电复位模块20控制。通过调整第三电阻R3和第四电阻R4的值，可使得比较器23的正向输入端的输入电压小于反向输入端的输入电压，则比较器23的输出端输出低电平，使得第一场效应管Q1关闭、第二场效应管Q2导通，第二场效应管Q2的第三脚输出低电平，MCU10的复位信号输入端RESET被拉到低电平，MCU10停止工作。即在电源模块40通过MCU内核电压输出端VCC2输出的内核电压和通过MCU接口电压输出端VCCIO输出的接口电压都没开始掉电之前，就强制MCU10停止工作，避免数据丢失。

本发明还提出一种计算机，该计算机包括上电掉电复位控制电路。该上电掉电复位控制电路的电路结构与上面的实施例所描述的上电掉电复位控制电路的电路结构相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上电掉电复位控制电路，其特征在于，包括MCU（10）、用于在所述MCU（10）上电后对所述MCU（10）进行复位的上电复位模块（30）、用于在所述MCU（10）掉电后对所述MCU（10）进行复位的掉电复位模块（20）、以及电源模块（40），所述电源模块（40）用于提供总线电压、MCU接口电压、MCU内核电压；当所述MCU（10）掉电时，所述掉电复位模块（20）在电源模块（40）的MCU接口电压和MCU内核电压都没有开始掉电之前，就强制MCU（10）进行复位停止工作。

2.根据权利要求1所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述掉电复位模块（20）包括比较器（23）、开关单元（24）、用于提供基准电压的基准单元（21）和用于采样总线电压的采样单元（22），所述比较器（23）的同向输入端通过采样单元（22）连接电源模块（40）的MCU接口电压输出端，所述比较器（23）的反向输入端通过基准单元（21）连接电源模块（40）的MCU内核电压输出端，所述比较器（23）的输出端通过开关单元（24）连接MCU（10）的复位信号输入端；当所述MCU（10）掉电时，所述比较器（23）的同向输入端通过采样单元（22）采集的MCU接口电压小于比较器（23）反向输入端通过基准单元（21）获得的MCU内核电压，所述比较器（23）输出低电平，进而控制开关单元（24）导通输出低电平给MCU（10）的复位信号输入端，强制MCU（10）进行复位停止工作。

3.根据权利要求2所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述开关单元（24）包括第一场效应管（Q1）和第二场效应管（Q2），所述第一场效应管（Q1）的第一端连接比较器（23）的输出端、第二端接地、第三端连接第二场效应管（Q2）的第一端，第二场效应管（Q2）的第二端接地、第三端连接MCU（10）的复位信号输入端。

4.根据权利要求3所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述基准单元（21）包括第一电阻（R1）和第二电阻（R2），所述第一电阻（R1）的第一端连接电源模块（40）的MCU内核电压输出端，所述第一电阻（R1）的第二端连接第二电阻（R2）的第一端及连接比较器（23）的反向输入端，所述第二电阻（R2）的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述采样单元（22）包括第三电阻（R3）和第四电阻（R4），所述第三电阻（R3）的第一端连接电源模块（40）的MCU接口电压输出端，所述第三电阻（R3）的第二端连接第四电阻（R4）的第一端及连接比较器（23）的正向输入端，所述第四电阻（R4）的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述上电复位模块（30）包括复位单元（U1），所述复位单元（U1）的第一端接地、第二端通过第五电阻（R5）连接MCU（10）的复位信号输入端、第三端通过第六电阻（R6）连接电源模块（40）的MCU内核电压输出端、第四端连接电源模块（40）的MCU接口电压输出端；当所述MCU（10）上电时，所述复位单元（U1）的第二端输出一个低脉冲给所述MCU（10）的复位信号输入端，对所述MCU进行复位。

7.根据权利要求6所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述复位单元（U1）的第二端通过第七电阻（R7）连接电源模块（40）的MCU接口电压输出端，所述复位单元的第二端还通过第二电容（C2）接地，所述复位单元的第四端还通过第一电容（C1）接地。

8.根据权利要求7所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述比较器（23）的反向输入端还通过第三电容（C3）接地，所述比较器（23）的输出端还通过第八电阻（R8）连接电源模块（40）的总线电压输出端，所述第一场效应管（Q1）的第三端还通过第九电阻（R9）连接电源模块（40）的总线电压输出端。

9.根据权利要求8所述的上电掉电复位控制电路，其特征在于，所述复位单元（U1）采用型号为RT9817C-30GH的芯片。

10.一种计算机，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的上电掉电复位控制电路。