CN104965579B - 一种设备微处理器的长按键复位电路及其复合功能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备微处理器的长按键复位电路及其复合功能方法，在微处理器的电源键引脚与复位引脚之间加入了充放电回路，利用充电时间远大于放电时间的特点，通过微处理器的判断实现了长按键复位按键的多重功能复用，克服了传统单独设置的复位电路容易出现误操作的问题，减少的单独复位按钮不仅使设备美观，而且利于设备的防水处理。本发明将充放电电路引入本方案中，增加了复位的可靠性，避免了误操作对系统造成的影响。本发明将反向器芯片引入到本方案，不仅集成度高，而且增设了扬声器和指示灯的提醒功能。

Description

一种设备微处理器的长按键复位电路及其复合功能方法

技术领域

本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种设备微处理器的复位电路及其复合功能方法，是一种实现内置电池且无手动复位按钮设备的复位电路，解决现在电子设备在遇到强干扰或者系统故障时，不能主动恢复正常运行的问题。

背景技术

对于ASIC、MCU 等集成电路，特别是数字集成电路来说，复位是至关重要的功能之一。复位可以使电路初始化，使电路能够按照设计者的思想顺序执行。如果复位电路没有设计好，则就可能在上电时或者电源波动时使电路进入未知状态，工作就会混乱。虽然在电路中能够已其他措施来补救这种错误状态，如软件等，但有时也不能完全消除这种混乱所造成的影响。

常见复位电路有两种，一种是POR(POWER ON RESET) 上电复位，一是BOR(BROWNOUT RESET) 掉电复位电路。其中，上电复位电路POR 能够使芯片在电源上电时使芯片复位，使芯片有一个初态，保证芯片的按规则运行。掉电复位电路BOR 能够在电源波动较大时，如电源从5v 一下掉电到3v，这种掉电可能使芯片逻辑出现混乱，而BOR 可以设定在预定幅值时进行复位，使芯片重新回到正确的道路上来。

图1 所示为传统的POR 电路，这种电路简单，当电源VCC 从GND 到正常工作电压时，OUT 输出会有如图2 所示的波形。OUT 的高电平就会使芯片复位，其高电平的宽度和R，C 有关。但这种电路的一个缺点是当VCC 的上升斜率比R、C 所形成的充电斜率还要慢时，则OUT 就不会有脉冲输出。因为VCC 上升较慢时，A 点电压可能一直等于VCC 时，则OUT 一直输出低，就不会有复位功能。由于其电路简单，当VCC 突然上升时，由于A 点电压不能突变，使OUT 会产生复位信号。这对电路的电源有很高的要求，如需要加较大电容滤波等。

图3 所示为传统的BOR 电路，当A 点电压低于Vref 时，OUT 会输出高电平。如图4所示，该BOR 电路能够很好地检测电源电压，但电路较复杂，如Vref 需要保持稳定，需要基准电压电路，比较器需要电源提供电流，工作电流较大等，从降低成本和降低功耗等方面考虑，它不是一个好的方案，在电路正常启动工作后如果由于需要再次复位重新启动，如果采用上述传统的电路，由于其存在的缺陷不是一种好的选择。

发明内容

本发明的目的是提出一种设备微处理器的长按键复位电路及其复合功能方法，该电路的复位按键完成多重功能，由于使用一个键完成多种功能，利于设备的防水处理；将充放电电路引入本方案中，增加了复位的可靠性，避免了误操作对系统造成的影响。

为了实现上述目的，本发明的方案是：

一种设备微处理器的长按键复位电路，包括设备微处理器的常规复位电路，微处理器电路中包括有电源键引脚和复位引脚，所述常规复位电路与复位引脚连接，所述微处理器的电源键管脚通过一个非自锁常开触点开关与电源正极连接，根据按下开关时间长短，微处理器进行相应操作；其中，在所述电源键引脚和复位引脚之间还设置有一个长按键复位电路；所述长按键复位电路包括一个充放电复合功能电路和电平整形电路，所述充放电复合功能电路包括：第一电阻和第二电阻，第一电阻一端接地，第一电阻另一端连接第二电阻的一端，第一电阻和第二电阻的连接端同时连接微处理器电路的电源键引脚，第二电阻的另一端连接一个电解电容的正极，电解电容的负极接地，在第二电阻的两端跨接一个二极管，二极管的负极连接第一电阻和第二电阻的连接端，所述第一电阻与电解电容的连接端连接电平整形电路输入，电平整形电路输出连接所述微处理器电路中的复位引脚；当按下开关时，第二电阻与电解电容形成充电回路，当松开开关时，第一电阻与二极管和电解电容形成放电回路，其中放电回路时间常数是10 ms至25ms，充电回路的时间常数大于放电回路时间常数至少100倍。

方案进一步是：放电回路时间常数是22ms，所述充电回路的时间常数大于放电回路时间常数1000倍。

方案进一步是：所述电平整形电路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器，第一反相器的输出同时连接第二反相器、第三反相器和第四反相器输入端，第二反相器的输出通过一个反向驱动电路连接至微处理器电路中的复位引脚，第三反相器和第四反相器输出端分别驱动连接一个LED显示灯和一个蜂鸣器，LED显示灯和蜂鸣器是微处理器电路复位状态提醒装置。

方案进一步是：所述电平整形电路包括一个型号为809或型号为810的复位芯片，所述复位芯片的输出通过一个MOS管驱动电路连接至微处理器电路中的复位引脚。

一种基于所述复位电路的微处理器复合功能方法，是在微处理器电路上电工作后按下开关直至抬起的功能方法，其过程是：

当按键按下的时间小于30ms，判定为误操作，按键不起作用；

当按键按下的时间介于30ms，1s之间时，系统判定为功能键操作，显示器显示功能选择键供选择；

当按键按下的时间介于1s，22s之间时，系统判定为应用程序开始和关闭操作，显示器显示应用程序开始键和关闭键供选择；

当按键按下的时间大于22s时，复位引脚被置低，微处理器进入复位处理。

方案进一步是：在复位引脚被置低后，同时驱动一个LED灯闪耀和一个鸣响蜂鸣响器，提醒微处理器电路处于复位状态直至复位引脚被置高。

本发明的有益效果是：

1、本发明电路在微处理器的电源键引脚与复位引脚之间加入了充放电回路，利用充电时间远大于放电时间的特点，通过微处理器的判断实现了长按键复位按键的多功能复用，一键完成多重功能，克服了传统单独设置的复位电路容易出现误操作的问题，减少的单独复位按钮不仅使设备美观，而且利于设备的防水处理。

2、本发明将充放电电路引入本方案中，增加了复位的可靠性，避免了误操作对系统造成的影响。当电压不稳定时，不会造成系统的误复位。

3、本发明将反向器芯片引入到本方案，不仅集成度高，而且增设了扬声器和指示灯的提醒功能。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1为传统的POR 电路示意图；

图2 为图1中OUT随VCC变化的输出波形示意图；

图3为传统的BOR 电路示意图；

图4为图3中OUT随VCC变化的输出波形示意图；

图5为本发明微处理器的长按键复位电路示意图；

图6为包含第一种电平整形电路的本发明微处理器的长按键复位电路示意图；

图7和图8为包含第二种电平整形电路的本发明微处理器的长按键复位电路示意图。

具体实施方式

实施例1：

一种设备微处理器的长按键复位电路，是针对手持式医疗设备的微处理器的长按键复位电路，如手持式心电检测仪等。图5所示，长按键复位电路包括设备微处理器电路1的常规复位电路2，所述微处理器电路1中包括有电源键（PWR KEY）101引脚和复位引脚（RST）102，所述常规复位电路与复位引脚（RST）连接，所述常规复位电路可以是一个常用的复位芯片809，也可以是一种阻容电路，或者是二者的结合，常规复位电路是在开机或在外部电源不稳定或者掉电后，低于复位芯片的复位触发阈值，复位芯片输出复位信号，触发微处理器复位。所述微处理器的电源键（PWR KEY）管脚通过一个非自锁常开触点开关S与电源正极Vbat（3.3V）连接，按下开关，微处理器进入长按键复位操作； 其中，在所述电源键（PWRKEY）引脚和复位引脚（RST）之间还设置有一个长按键复位电路；所述长按键复位电路包括一个充放电复合功能电路和电平整形电路3，所述充放电复合功能电路如图5所示包括：第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1一端接地（连接电源负极），第一电阻R1另一端连接第二电阻R2的一端，第一电阻R1和第二电阻R2的连接端同时连接微处理器电路的电源键（PWRKEY）引脚，第二电阻R2的另一端连接一个电解电容器C1的正极，电解电容器C1的负极接地（连接电源负极），在第二电阻R2的两端跨接一个二极管D，二极管D的负极连接第一电阻R1和第二电阻R2的连接端，所述第二电阻R2与电解电容器C1的连接电平整形电路输入，电平整形电路输出连接所述微处理器电路中的复位引脚（RST）；当按下开关时，第二电阻R2与电解电容C1形成充电回路，当松开开关时，第一电阻R1与二极管D和电解电容C1形成放电回路，其中放电回路时间常数π1是10 ms至25ms，充电回路的时间常数π2大于放电回路时间常数π1至少100倍，此种设计以秒计的足够长时间的电容充电时间和毫秒级的放电时间可以最大限度的滤掉电路中的各种干扰引起的误操作复位，以及避免误操作引起的复位，即当系统连续、反复有误操作时，电容连续被充电，当按键抬起时，迅速被放电，不会对系统造成影响；同时加入的电平整形电路可以实现一个可靠稳定的低电位加载在微处理器的复位引脚（RST）上，实现使用者需要的复位操作，电平整形电路的引入提高了长按键复位电路的可靠性；并且在复位之前的按键按下的过程可以提供给微处理器进行判断转入其他操作的选择。

实施例中的第一个优选方案是：充放电回路的第一电阻R1取值是1千（K）欧姆，第二电阻R2取值是1兆（M）欧姆，电解电容C1取值是22微法拉（uF）：因此充电回路时间常数π是22s，所述充电回路的时间常数π大于放电回路时间常数1000倍。

实施例中的电平整形电路可以有多种选择方案，

第一种方案是：如图6所示，所述电平整形电路包括第一反相器301、第二反相器302，所述第一反相器的输出连接第二反相器输入，第二反相器的输出通过一个反向驱动电路303连接至微处理器电路中的复位引脚（RST）；当电解电容C1的电平高于反相器301的门值时，经两级反相器后触发驱动电路303使微处理器复位；为了提醒使用者本操作进入到了长按键复位状态，在此电路中加入了提醒装置，因此，电平整形电路还包括第三反相器304和第四反相器305，所述第一反相器的输出同时连接第三反相器和第四反相器的输入端，第三反相器和第四反相器输出端分别驱动连接一个LED显示灯306和一个蜂鸣器307，LED显示灯和蜂鸣器是微处理器电路复位状态提醒装置。

第二种方案是：如图7所示，当微处理器电路复位要求低电平时，所述电平整形电路包括一个型号为809的复位芯片308，所述复位芯片的输出通过一个PMOS管驱动电路303连接至微处理器电路中的复位引脚（RST）；如图8所示，当微处理器电路复位要求低电平时，所述电平整形电路包括一个型号为810的复位芯片308，所述复位芯片的输出通过一个NMOS管驱动电路303连接至微处理器电路中的复位引脚（RST）；当电解电容C1的电平高于复位芯片的复位触发阈值时，复位芯片整形输出高电平，触发驱动电路303，使单片机复位引脚置低或高，单片机复位。使用复位芯片是单路的，不能扩展，但是芯片体积小。

实施例2：

本实施例是一种基于实施例1所述复位电路的微处理器复合功能方法，其电路如图5所示，实施例1所述的内容也是本实施例的内容，是在微处理器电路上电工作后按下开关直至抬起的功能方法，其过程是：

当按键按下的时间小于30ms，判定为误操作，按键不起作用；

当按键按下的时间介于30ms，1s之间时，系统判定为功能键操作，显示器显示功能选择键供选择；

当按键按下的时间介于1s，22s之间时，系统判定为应用程序开始和关闭操作，显示器显示应用程序开始键和关闭键供选择；

当按键按下的时间大于22s时，复位引脚（RST）被置低，微处理器进入复位处理。

实施例中：在复位引脚（RST）被置低后，同时驱动一个LED灯闪耀和一个鸣响蜂鸣响器，提醒微处理器电路处于复位状态直至复位引脚（RST）被置高。

为实现上述功能，如实施例1所述，其充放电回路的电阻R1取值是1千（K）欧姆，R2取值是1兆（M）欧姆，电解电容器取值是22微法拉（uF）：因此充电回路时间常数π是22s，所述充电回路的时间常数π大于放电回路时间常数1000倍。

Claims (3)

1.一种设备微处理器的长按键复位电路，包括设备微处理器的常规复位电路，微处理器电路中包括有电源键（101）引脚和复位引脚（102），所述常规复位电路与复位引脚（102）连接，所述微处理器的电源键（101）管脚通过一个非自锁常开触点开关与电源正极连接，根据按下开关时间长短，微处理器进行相应操作；其特征在于，在所述电源键（101）引脚和复位引脚（102）之间还设置有一个长按键复位电路；所述长按键复位电路包括一个充放电复合功能电路和电平整形电路，所述充放电复合功能电路包括：第一电阻（R1）和第二电阻（R2），第一电阻（R1）一端接地，第一电阻（R1）另一端连接第二电阻（R2）的一端，第一电阻（R1）和第二电阻（R2）的连接端同时连接微处理器电路的电源键（101）引脚，第二电阻（R2）的另一端连接一个电解电容（C1）的正极，电解电容（C1）的负极接地，在第二电阻（R2）的两端跨接一个二极管（D），二极管（D）的负极连接第一电阻（R1）和第二电阻（R2）的连接端，所述第二电阻（R2）与电解电容（C1）的连接端连接电平整形电路输入，电平整形电路输出连接所述微处理器电路中的复位引脚（RST）；当按下开关时，第二电阻（R2）与电解电容（C1）形成充电回路，当松开开关时，第一电阻（R1）与二极管（D）和电解电容（C1）形成放电回路，其中放电回路时间常数是22ms，充电回路的时间常数大于放电回路时间常数1000倍；所述电平整形电路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器，第一反相器的输出同时连接第二反相器、第三反相器和第四反相器输入端，第二反相器的输出通过一个反向驱动电路连接至微处理器电路中的复位引脚（102），第三反相器和第四反相器输出端分别驱动连接一个LED显示灯和一个蜂鸣器，LED显示灯和蜂鸣器是微处理器电路复位状态提醒装置；或者：所述电平整形电路包括一个型号为809或型号为810的复位芯片，所述复位芯片的输出通过一个MOS管驱动电路连接至微处理器电路中的复位引脚（102）。

2.一种基于权利要求1所述长按键复位电路的微处理器复合功能方法，是在微处理器电路上电工作后按下开关直至抬起的功能方法，其特征在于：

当按键按下的时间小于30ms，判定为误操作，按键不起作用；

当按键按下的时间介于30ms至1s之间时，系统判定为功能键操作，显示器显示功能选择键供选择；

当按键按下的时间介于1s至22s之间时，系统判定为应用程序开始和关闭操作，显示器显示应用程序开始键和关闭键供选择；

当按键按下的时间大于22s时，复位引脚（102）被置低，微处理器进入复位处理。

3.根据权利要求2所述的长按键复位电路的微处理器复合功能方法，其特征在于，在复位引脚（102）被置低后，同时驱动一个LED灯闪耀和一个鸣响蜂鸣响器，提醒微处理器电路处于复位状态直至复位引脚（102）被置高。