CN107390045A - 一种晶振检测电路及晶振检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体集成电路设计领域，提供了一种晶振检测电路及晶振检测方法。本发明提供的晶振检测电路，包括信号发生模块、复位驱动模块、复位模块以及判定模块，由信号发生模块接入被测晶振电路的晶振信号，通过判断复位模块的工作状态判断被测晶振电路是否产生振荡信号，从而及时判断被测晶振电路是否失效，提高了电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行。

Description

一种晶振检测电路及晶振检测方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路设计领域，尤其涉及一种晶振检测电路及晶振检测方法。

背景技术

在目前广泛应用的带定时功能的电路中，一般需要兼具定时和不定时功能，在定时功能时，为保证时间的精准，一般会使用外接32768Hz的晶振来提供振荡信号；而在不定时功能下，晶振产生的计时信号不再起作用，在此期间可能会导致晶振停振或损坏，如果不及时更换，就会影响到电路中后续定时功能的使用。这就需要及时检测晶振是否有信号输出。

传统的检测晶振是否有信号输出的方法是用示波器的探头接到晶振的输出端上观察是否有波形产生。由于示波器的探头存在十几到二十几皮法的电容，如果直接接到晶振上，会使晶振分布电容增大，改变晶振的反馈系数，可能会导致晶振停振。这就需要在探头上夹一个剪短引线的1兆欧以上的电阻，用电阻的另一端接触待测点，这种方法较为繁琐，而且在电路中无法及时判断晶振是否停振。

因此，现有的晶振检测过程繁琐，无法及时判断晶振是否失效，因而可能导致电路中后续定时功能不能正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶振检测电路及晶振检测方法，旨在解决现有的晶振检测过程繁琐，无法及时判断晶振是否失效，因而可能导致电路中后续定时功能不能正常使用的问题。

本发明提供了一种晶振检测电路，晶振检测电路与被测晶振电路连接，所述晶振检测电路包括：

信号发生模块，用于判断所述被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号，在所述晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号，所述信号发生模块的输入端与所述被测晶振电路的输出端连接；

复位驱动模块，用于根据所述高频复位信号进行复位驱动，生成复位信号，所述复位驱动模块的输入端与所述信号发生模块的输出端连接；

复位模块，用于根据所述复位信号复位生成复位状态信号，所述复位模块的复位端与所述复位驱动模块的输出端连接；

判定模块，用于根据所述复位状态信号判定所述被测晶振电路是否失效，并生成晶振检测提示信号，所述判定模块的输入端与所述复位模块的输出端连接。

本发明还提供了一种基于上述晶振检测电路的晶振检测方法，所述晶振检测方法包括以下步骤：

判断被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号；

若是，则进行复位驱动，驱动复位模块复位；

根据所述复位模块的复位状态判定所述被测晶振电路是否失效。

本发明提供的晶振检测电路，包括信号发生模块、复位驱动模块、复位模块以及判定模块，由信号发生模块接入晶振信号，并在晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号，使复位驱动模块根据高频复位信号生成复位信号，通过复位模块的工作状态判断被测晶振电路是否失效，从而及时判断被测晶振电路是否停振或者损坏，提高了电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行。

本发明提供的晶振检测方法，简单高效，能够及时判定被测晶振电路的起振情况，有利于提高电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的晶振检测电路的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的晶振检测电路的另一种模块结构图；

图3是本发明实施例提供的晶振检测电路的示例电路图；

图4是本发明实施例提供的晶振检测电路的另一种示例电路图；

图5是本发明实施例提供的对应图1或图3的晶振检测电路的晶振检测方法的实现流程图；

图6是本发明实施例提供的对应图2或图4的晶振检测电路的另一种晶振检测方法的实现流程图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本发明实施例提供的晶振检测电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

晶振检测电路，与被测晶振电路100连接，晶振检测电路包括信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104。

信号发生模块101，用于判断被测晶振电路100输出的晶振信号是否为振荡信号，在晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号，信号发生模块101的输入端与被测晶振电路100的输出端连接。

复位驱动模块102，用于根据高频复位信号进行复位驱动，生成复位信号，复位驱动模块102的输入端与信号发生模块101的输出端连接。

复位模块103，用于根据复位信号复位生成复位状态信号，复位模块103的复位端与复位驱动模块102的输出端连接。

判定模块104，用于根据复位状态信号判定被测晶振电路100是否失效，并生成晶振检测提示信号，判定模块104的输入端与复位模块103的输出端连接。

在本发明实施例中，被测晶振电路100是外置晶振电路，是晶振检测电路的目标检测对象，输出晶振信号，在正常工作时晶振信号为振荡信号，以此确保电路定时功能时时间的精准性。结合信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104四大模块，通过判定复位模块103的复位状态，进而判断被测晶振电路100是否失效。

在本发明实施例中，信号发生模块101的输入端连接被测晶振电路100的输出端，信号发生模块101的输出端连接复位驱动模块102的输入端，复位驱动模块102的输出端连接复位模块103的复位端，复位模块103的输出端连接判定模块104的输入端。

在本发明实施例中，信号发生模块101接入被测晶振电路100的晶振信号，判断晶振信号是否为振荡信号，并在晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号。其中，晶振信号可以是振荡信号，也可以是非振荡信号。具体地，当晶振信号为振荡信号时，则信号发生模块101生成高频复位信号；当晶振信号非振荡信号时，则信号发生模块101不能生成高频复位信号。

在本发明实施例中，当复位驱动模块102接入高频复位信号时，根据高频复位信号进行复位驱动，输出复位信号至复位模块103，以此驱动复位模块103复位。

在本发明实施例中，复位模块103接入复位驱动模块102的复位信号时，根据复位信号复位生成复位状态信号。具体地，当晶振信号为振荡信号时，复位模块103复位，生成的复位状态信号为高电平信号；反之，当晶振信号为非振荡信号时，复位模块103处于工作状态，生成的复位状态信号为低电平信号。

在本发明实施例中，判定模块104用于根据复位状态信号判定被测晶振电路100是否失效，并生成晶振检测提示信号。其中，晶振检测提示信号是指判定模块104根据复位状态信号判定被测晶振电路100是否失效的判定结果，即晶振检测提示信号提示的信号内容为被测晶振电路100失效或者被测晶振电路100有效。具体地，当判定模块104接入的复位状态信号为高电平信号时，则判断复位模块103处于复位状态，判定被测晶振电路100正常工作，并生成被测晶振电路100有效的晶振检测提示信号；当判定模块104接入的复位状态信号为低电平信号时，则判断复位模块103处于工作状态，判定被测晶振电路100没有输入振荡信号，判定被测晶振电路100失效，并生成被测晶振电路100失效的晶振检测提示信号。

本发明实施例提供的晶振检测电路，包括信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104，由信号发生模块101接入晶振信号，并在晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号，使复位驱动模块102根据高频复位信号生成复位信号，通过复位模块103的工作状态判断被测晶振电路100是否失效，从而及时判断被测晶振电路100是否停振或者损坏，提高了电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行。

在图1所示架构的基础上，图2示出了本发明实施例提供的晶振检测电路的另一模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

晶振检测电路，与被测晶振电路100连接，晶振检测电路包括信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103、滤波模块105、判定模块104以及指示模块106。

在本发明实施例中，信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104与上一实施例中的信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104相同，具体请参阅上一实施例中信号发生模块101、复位驱动模块102、复位模块103以及判定模块104的相关描述，此处不赘述。

在本发明实施例中，滤波模块105用于滤除复位状态信号中的误触发信号，滤波模块105的输入端与复位模块103的输出端连接，滤波模块105的输出端与判定模块104的输入端连接。其中，滤波指的是过滤误触发信号，即过滤复位状态信号中的瑕疵。因实际的电路中各级信号之间存在延时，如果延时足够大的话，可能会造成电路中的误触发，故需要过滤误触发信号，以达到防止误触发的效果，提高检测结果的准确性和可靠性。

在本发明实施例中，指示模块106，用于根据晶振检测提示信号发出提示，指示模块106的输入端与判定模块104的输出端连接。其中，指示为提示被测晶振电路100是否失效的信号，可以是声、光等任意具有提示性质的信号，但不限于声、光信号。当指示信号为声音提示信号时，该声音可以为蜂鸣声，则指示模块106可以是包括蜂鸣器的模块；当指示信号为光提示信号时，指示模块106可以是包括指示灯的模块。通过指示模块106可以直观地判断出被测晶振电路100是否失效，具有较强的实用性。

本发明实施例提供的晶振检测电路，由信号发生模块101接入被测晶振电路100的晶振信号，通过判断复位模块103的工作状态判断被测晶振电路100是否产生振荡信号，从而及时判断被测晶振电路100是否失效，提高了电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行，同时，由于滤波模块105的滤波作用，能够有效地过滤误触发信号，以达到防止误触发的效果，进一步提高检测结果的准确性和可靠性；此外，由于指示模块106的指示作用，可以直观地判断出被测晶振电路100是否失效，具有较强的实用性。

图3(对应图1)和图4(对应图2)示出了本发明实施例提供的晶振检测电路的具体电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3和图4所示，信号发生模块101包括：第一反向器X1、第二反向器X2、第三反向器X3、第一或非门N1以及第一触发器D1。

第一反向器X1的输入端为信号发生模块101的输入端，第一反向器X1的输出端、第二反向器X2的输入端共接于第一触发器D1的第一输入端CKB，第二反向器X2的输出端连接第一触发器D1的第二输入端CK，第一触发器D1的控制端D、第一或非门N1的第一输入端共接，第一触发器D1的输出端Q连接第三反向器X3的输入端，第三反向器X3的输出端连接第一或非门N1的第二输入端，第一或非门N1的输出端为信号发生模块101的输出端。

以下结合工作原理对上述的信号发生模块101作进一步说明：

当第一反向器X1的输入端接入晶振信号，若晶振信号为振荡信号，则振荡信号经过第一反向器X1和第二反向器X2使第一触发器D1的第一输入端CKB和第二输入端CK信号反向，同时，第一触发器D1的控制端D连接信号线接入信号Y0，信号Y0以及该信号Y0经过第一触发器D1延迟了第一输出信号的一个脉冲后经过第三反向器X3的信号共同输入第一或非门N1，第一或非门N1由此生成高频复位信号输出至复位驱动模块102。

如图3和图4所示，复位驱动模块102包括：第二或非门N2和第四反向器X4。

第二或非门N2的第一输入端接入上电复位信号Y1，第二或非门N2的第二输入端为复位驱动模块102的输入端，第二或非门N2的输出端连接第四反向器X4的输入端，第四反向器X4的输出端为复位驱动模块102的输出端。

以下结合工作原理对上述的复位驱动模块102作进一步说明：

第二或非门N2的第一输入端和第二输入端分别接入上电复位信号Y1和高频复位信号，并根据上电复位信号和高频复位信号产生信号后通过第四反向器X4产生复位信号。

如图3和图4所示，复位模块103包括：第五反向器X5、第六反向器X6以及第二触发器D2。

第五反向器X5的输入端接入第一时钟信号S1，第五反向器X5的输出端、第六反向器X6的输入端共接于第二触发器D2的第一输入端CKB，第六反向器X6的输出端连接第二触发器D2的第二输入端CK，第二触发器D2的复位端R为复位模块103的复位端，第二触发器D2的控制端D连接电源VDD。

在本发明实施例中，因被测晶振电路100一般需要几百毫秒的起振时间，在被测晶振电路100起振前无振荡信号产生而导致没有产生高频复位信号给第二触发器D2复位，如果此时第二触发器D2的第一时钟信号S1取得太短，从而使第二触发器D2开始正常工作，即第二触发器D2输出端Q输出时钟信号的一个周期，这可能会被误判断为是被测晶振电路100没有产生振荡信号，从而误认为被测晶振电路100失效。故第二触发器D2的第一时钟信号S1取0.125Hz-0.25Hz，即让第二触发器D2在被测晶振电路100起振期间输出端Q仍无信号输出。

以下结合工作原理对上述的复位模块103作进一步说明：

第五反向器X5接入第一时钟信号S1，第一时钟信号S1通过第五反向器X5和第六反向器X6后使第二触发器D2的第一输入端CKB和第二输入端CK信号反向，同时，第二触发器D2的复位端R接入复位信号，第二触发器D2根据复位信号进行复位，并输出复位状态信号。具体地，当第二触发器D2复位时生成的复位状态信号为高电平信号；当第二触发器D2处于工作状态，第二触发器D2输出低电平信号。

如图3和图4所示，滤波模块105包括：第七反向器X7、第八反向器X8、第九反向器X9、第十反向器X10以及第三触发器D3。

第七反向器X7的输入端接入第二时钟信号S2，第七反向器X7的输出端、第八反向器X8的输入端共接于第三触发器D3的第一输入端CKB，第八反向器X8的输出端连接第三触发器D3的第二输入端CK，第三触发器D3的控制端D为滤波模块105的输入端，第三触发器D3的复位端R接入高频复位信号Y1，第三触发器D3的反相输出端QB连接第九反向器X9的输入端，第九反向器X9的输出端连接第十反向器X10的输入端，第十反向器X10的输出端为滤波模块105的输出端。

在本发明实施例中，因实际的电路中各级信号之间存在延时，如果延时足够大的话，可能会造成电路中的误触发，故需要过滤误触发信号，即过滤第二触发器D2输出端Q输出的复位状态信号波形中的瑕疵。具体地，第三触发器D3控制端D输入复位状态信号，第二时钟信号S2经过两个反向器使第三触发器D3第一输入端CKB和第二输入端CK信号反向，第三触发器D3输出端Q过滤掉复位状态信号的瑕疵(第二时钟信号周期大于复位状态信号瑕疵周期的两倍)，即可以达到防止误触发的效果。

以下结合工作原理对上述的滤波模块105作进一步说明：

第七反向器X7的输入端接入第二时钟信号S2，第二时钟信号S2通过第七反向器X7和第八反向器X8后使第三触发器D3的第一输入端CKB和第二输入端CK信号反向，同时，第三触发器D3的控制端D接入复位状态信号，第三触发器D3根据复位状态信号输出信号至第九反向器X9的输入端，该信号通过第九反向器X9和第十反向器X10后，第十反向器X10的输出端输出滤波后的复位状态信号至判定模块104。

本发明实施例提供的晶振检测电路，接入被测晶振电路100的晶振信号，通过多个反向器和触发器的组合，最终通过判断第二触发器D2的工作状态以判断被测晶振电路100是否产生振荡信号，从而及时判断被测晶振电路100是否失效，提高了电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行，同时，由于第三触发器D3的滤波作用，能够有效地过滤误触发信号，以达到防止误触发的效果，进一步提高检测结果的准确性和可靠性。

根据上述工作原理，本发明实施例提供了基于图1或图3所示的晶振检测电路的晶振检测方法，如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101：判断被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号。

步骤S102：若是，则进行复位驱动，驱动复位模块复位。

步骤S103：根据复位模块的复位状态判定被测晶振电路是否失效。

在本发明实施例中，步骤S101、步骤S102以及步骤S103中的具体实现过程的相关描述请参阅前文晶振检测电路的相关模块及其相关工作原理的描述，此处不赘述。

本发明提供的晶振检测方法，简单高效，能够及时判定被测晶振电路的起振情况，有利于提高电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行。

根据上述工作原理，本发明实施例还提供了的基于图2或图4所示的晶振检测电路的另一种晶振检测方法，如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201：判断被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号。

步骤S202：若是，则进行复位驱动，驱动复位模块复位。

步骤S203：通过滤波滤除误触发信号。

步骤S204：根据复位模块的复位状态判定被测晶振电路是否失效。

步骤S205：在被测晶振电路失效或/和有效时，发出对应的提示。

在本发明实施例中，步骤S201、步骤S202、步骤S203、步骤S204以及步骤S205中的具体实现过程请参阅前文晶振检测电路的相关模块及其相关工作原理的描述，此处不赘述。

本发明提供的晶振检测方法，简单高效，能够及时判定被测晶振电路的起振情况，有利于提高电路的可靠性，保证了电路后续定时功能的正常运行；同时，由于对复位状态信号进行滤波，过滤了误触发信号，可以达到防止误触发的效果，进一步提高检测结果的准确性和可靠性；且通过提示信号的生成可以直观地判断出被测晶振电路是否失效，具有较强的实用性。

以上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)

1.一种晶振检测电路，与被测晶振电路连接，其特征在于，所述晶振检测电路包括：

信号发生模块，用于判断所述被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号，在所述晶振信号为振荡信号时生成高频复位信号，所述信号发生模块的输入端与所述被测晶振电路的输出端连接；

复位驱动模块，用于根据所述高频复位信号进行复位驱动，生成复位信号，所述复位驱动模块的输入端与所述信号发生模块的输出端连接；

复位模块，用于根据所述复位信号复位生成复位状态信号，所述复位模块的复位端与所述复位驱动模块的输出端连接；

判定模块，用于根据所述复位状态信号判定所述被测晶振电路是否失效，并生成晶振检测提示信号，所述判定模块的输入端与所述复位模块的输出端连接。

2.如权利要求1所述的晶振检测电路，其特征在于，所述晶振检测电路还包括：

滤波模块，用于滤除所述复位状态信号中的误触发信号，所述滤波模块的输入端与所述复位模块的输出端连接，所述滤波模块的输出端与所述判定模块的输入端连接。

3.如权利要求1所述的晶振检测电路，其特征在于，所述晶振检测电路还包括：

指示模块，用于根据所述晶振检测提示信号发出提示，所述指示模块的输入端与所述判定模块的输出端连接。

4.如权利要求1所述的晶振检测电路，其特征在于，所述信号发生模块包括：

第一反向器X1、第二反向器X2、第三反向器X3、第一或非门N1以及第一触发器D1；

所述第一反向器X1的输入端为所述信号发生模块的输入端，所述第一反向器X1的输出端、所述第二反向器X2的输入端共接于所述第一触发器D1的第一输入端，所述第二反向器X2的输出端连接所述第一触发器D1的第二输入端，所述第一触发器D1的控制端和所述第一或非门N1的第一输入端共接，所述第一触发器D1的输出端连接所述第三反向器X3的输入端，所述第三反向器X3的输出端连接所述第一或非门N1的第二输入端，所述第一或非门N1的输出端为所述信号发生模块的输出端。

5.如权利要求1所述的晶振检测电路，其特征在于，所述复位驱动模块包括：

第二或非门N2和第四反向器X4；

所述第二或非门N2的第一输入端接入上电复位信号，所述第二或非门N2的第二输入端为所述复位驱动模块的输入端，所述第二或非门N2的输出端连接所述第四反向器X4的输入端，所述第四反向器X4的输出端为所述复位驱动模块的输出端。

6.如权利要求1所述的晶振检测电路，其特征在于，所述复位模块包括：

第五反向器X5、第六反向器X6以及第二触发器D2；

所述第五反向器X5的输入端接入第一时钟信号，所述第五反向器X5的输出端、所述第六反向器X6的输入端共接于所述第二触发器D2的第一输入端，所述第六反向器X6的输出端连接所述第二触发器D2的第二输入端，所述第二触发器D2的复位端为所述复位模块的复位端。

7.如权利要求2所述的晶振检测电路，其特征在于，所述滤波模块包括：

第七反向器X7、第八反向器X8、第九反向器X9、第十反向器X10以及第三触发器D3；

所述第七反向器X7的输入端接入第二时钟信号，所述第七反向器X7的输出端、所述第八反向器X8的输入端共接于所述第三触发器D3的第一输入端，所述第八反向器X8的输出端连接所述第三触发器D3的第二输入端，所述第三触发器D3的控制端为所述滤波模块的输入端，所述第三触发器D3的反相输出端连接所述第九反向器X9的输入端，所述第九反向器X9的输出端连接所述第十反向器X10的输入端，所述第十反向器X10的输出端为所述滤波模块的输出端。

8.如权利要求6所述的晶振检测电路，其特征在于，所述第一时钟信号的频率为0.125Hz-0.250Hz。

9.一种晶振检测方法，其特征在于，所述晶振检测方法包括以下步骤：

判断被测晶振电路输出的晶振信号是否为振荡信号；

若是，则进行复位驱动，驱动复位模块复位；

根据所述复位模块的复位状态判定所述被测晶振电路是否失效。

10.如权利要求9所述的晶振检测方法，其特征在于，所述根据所述复位模块的复位状态判定所述被测晶振电路是否失效的步骤之前，还包括：

通过滤波滤除误触发信号；和/或

所述根据所述复位模块的复位状态判定所述被测晶振电路是否失效的步骤之后，还包括：

在所述被测晶振电路失效或/和有效时，发出对应的提示。