CN111580442A - 一种互不干扰复位电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种互不干扰复位电路，包括：第一MCU和看门狗芯片，所述看门狗芯片用于手动或自动发送复位信号至第一MCU，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；第二MCU，通过其输出引脚向所述第一MCU输出复位信号，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；第一二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与第二MCU的复位控制脚相连；第二二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与看门狗芯片的复位输出脚相连；所述第一MCU的复位引脚经上拉电阻与电源正极连接，经电容与接地端连接；多种复位源电路相互不干扰，也可协同作用，也不影响程序烧录。

Description

一种互不干扰复位电路

本发明属于复位电路技术领域，具体涉及一种互不干扰复位电路。

背景技术

现有的电路设计中，为了保证设备的稳定运行，经常设计复位电路来实现对处理器的复位，尤其在涉及多个复位源的情况，如采用看门狗芯片，外部芯片的复位输出引脚等多种复位机制，在多种复位源存在的情况下，由于处理器中复位引脚内部存在等效电路，存在上拉或者下拉等效电阻，外部芯片的复位输出引脚内部同样存在等效上拉或下拉电阻，看门狗芯片复位输出引脚内部亦存在等效上拉或等效下拉电阻，等效电阻值的不确认导致复位引脚电平变化受到芯片内部等效电阻带来的电压值影响，多个复位源之间相互干扰，致使复位电路失效。同时涉及到不同硬件调试和程序烧录的需求，在程序烧录(仿真器烧录)、远程烧录(通过其他芯片的串口对处理器做程序烧录)过程中，也会涉及到对处理器复位引脚的控制，同样因等效电阻值的不确认导致也无法正常烧录和调试程序；

通常采用拨码开关或跳线方式断开其他复位连接，只留一路复位源，再进行相应的操作，但是在远程烧录时，看门狗芯片一直存在，无法实现断开看门狗复位电路，因此也无法实现远程烧录程序，看门狗芯片和远程复位也不能同时存在下实现远程复位的功能；也有采用在复位源与待复位处理器对应引脚之间串接电阻的方式解决这种等效电阻不确认的情况，但是一方面串接的电阻需要经过计算才能匹配，且在增加、减少或更换复位源后都会导致串接电阻不匹配，需要从新计算匹配，因此以上方法都没有真正解决因等效电阻不确认而导致的多复位源相互干扰的问题，导致多复位源电路存在的情况下不能协同工作，从而使整体电路稳定性不佳，也影响了硬件的程序调试和烧录。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时使用多种复位源时能互不干扰的复位电路，既能在硬件上支持进行远程升级，也能通过外部芯片对被复位芯片进行硬件控制复位，同时被复位芯片在死机情况下，也能通过外部看门狗芯片对被复位芯片进行自身复位，也能直接通过被复位芯片烧录接口直接进行程序烧录，多种复位源电路间互不干扰，协同作用。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种互不干扰复位电路，包括：第一MCU和看门狗芯片，所述看门狗芯片用于手动或自动发送复位信号至第一MCU，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；第二MCU，通过其输出引脚向所述第一MCU输出复位信号，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；第一二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与第二MCU的复位控制脚相连；第二二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与看门狗芯片的复位输出脚相连；所述第一MCU的复位引脚经上拉电阻与电源正极连接，经电容与接地端连接。电容主要是为了避免尖峰脉冲干扰，延迟上电，保证电源电压稳定时才给复位脚正信号，从而保证MCU被完全可靠地复位。

优选地，所述第一MCU为单片机，单片机芯片采用单线程，有丰富的GPIO口，但是芯片自身抗干扰能力弱，容易导致死机，且不支持远程程序烧录，因此单片机经常需要采用多种复位源来保证芯片的稳定工作。

优选地，所述第二MCU为单片机或嵌入式芯片。嵌入式芯片采用多线程属性，以及带有网络接口属性，硬件上支持远程升级和芯片自身抗干扰能力强，用于给单片机芯片通过串口进行远程程序烧录和复位，但是往往价格昂贵，电路设计复杂，可选用的GPIO口不多，而单片机芯片采用单线程，有丰富的GPIO口，但是芯片自身抗干扰能力弱，容易导致死机，且不支持远程程序烧录，因此，作为复位源时，嵌入式芯片和单片机的选择可根据实际电路设计的需要来确定。

优选地，所述第一MCU为若干个，通过第二MCU的若干输出引脚经二极管与对应的第一MCU的复位引脚连接，当有多个被复位芯片时，复位控制芯片可以通过多个输出引脚来控制被复位芯片的复位，同时亦可以通过多个串口与被复位芯片连接，进行远程程序的升级和烧录。

优选地，所述第一二极管的正极与第一MCU的复位引脚间和/或第二二极管的正极与第一MCU的复位引脚间设有电压转换模块，电压转换模块主要为了避免复位源输出引脚电压和被复位芯片之间出现的电压不同而设置，电压转换模块根据电路实际设计确定升压模块或者降压模块。

优选地，所述第二MCU的UART口与第一MCU的UART口连接，用于第二MCU芯片对第一MCU进行程序烧录，第二MCU通过UART口对第一MCU进行程序的远程烧录。

本发明有意技术效果：通过第一二极管和第二二极管解决了第一MCU(被复位芯片)的复位引脚、看门狗芯片复位输出脚、第二MCU的复位控制脚的内部等效电阻匹配问题，使复位引脚电平变化不受电阻值匹配和计算影响，既能在硬件上支持第二MCU对第一MCU的程序进行远程升级，也能通过第二MCU对第一MCU进行硬件控制复位，同时第一MCU在死机情况下，也能通过外部看门狗芯片对第一MCU自身复位，也能直接通过第一MCU烧录口直接进行程序烧录，这些复位源电路相互不干扰，也可协同作用，也不影响程序烧录。

附图说明

图1是本发明实施例互不干扰复位电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本申请的实施作进一步的详细描述：

如图1所示的一种互不干扰复位电路，包括：第一MCU(IC1)和看门狗芯片U1，看门狗芯片U1通过复位输出脚/RESET手动或自动发送复位信号至第一MCU(IC1)的复位引脚NRST，第一MCU(IC1)接收到所述复位信号后进行复位；第二MCU(IC2)，通过其复位控制脚GPIO3向第一MCU(IC1)输出复位信号，第一MCU(IC1)复位引脚NRST接收到所述复位信号后进行复位；第一二极管D1，正极连接第一MCU(IC1)的复位引脚NRST，负极与第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3相连；第二二极管D2，正极连接第一MCU(IC1)的复位引脚NRST，负极与看门狗芯片U1的复位输出脚/RESET相连；所述第一MCU的复位引脚经上拉电阻R4与电源正极连接,经电容C4与接地端连接，由于第一MCU(IC1)中NRST引脚内部存在等效电路，存在上拉或者下拉等效电阻，第二MCU(IC2)中GPIO3引脚内部存在等效上拉或下拉电阻，看门狗芯片U1的/RESET引脚内部同样存在等效上拉或等效下拉电阻，三种芯片的引脚内部等效电阻值均不确认，本申请通过第一二极管D1和第二二极管D2解决第一MCU(IC1)的复位引脚NRST、看门狗芯片复位输出脚/RESET、第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3的内部等效电阻匹配问题，使复位引脚NRST电平变化不受电阻值匹配和计算影响，以下实施例通过分析各种复位情况和程序烧录情况来说明：

初始状态下，第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3处于高电平状态，此时第一二极管D1处于截止状态，而看门狗芯片U1的WDI引脚平时处于中间电平状态(通过与WDI引脚连接的IC1的PA11引脚控制电平状态)，中间电平时既不是高电平也不是低电平，因此正常工作状态下，看门狗芯片U1的复位输出脚/RESET处于高电平状态，此时第二二极管D2处于截止状态，由于第一MCU(IC1)的复位引脚NRST外部连接阻容复位电路，电阻R4上拉接3.3V，电容C4下拉接地，此时第一MCU(IC1)的复位引脚NRST的电平在3.3V，处于高电平状态。

在第一MCU(IC1)受到环境干扰导致程序运行异常或自身运行异常时，第一MCU(IC1)的IO口(PA11)引脚电平由中间电平状态转变为高电平或者低电平，与之连接的看门狗芯片U1的WDI引脚电平由中间电平状态转变为高电平或者低电平，从而触发看门狗芯片U1的/RESET引脚电平由高电平变成低电平，这时，第二二极管D2导通，第一二极管D1由于负向端处于高电平，不导通，则第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电流流向为3.3V经过R4,再经过第二二极管D2流向地，此时第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电平小于0.7V，第一MCU(IC1)可正常复位，并恢复正常运行。

看门狗芯片U1自带手动复位按键S1，使看门狗芯片U1的/RESET引脚电平由高电平变成低电平，此时第二二极管D2导通，第一二极管D1由于负向端处于高电平，不导通，则第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电流流向为3.3V经过R4,再经过第二二极管D2流向地，此时第一MCU(IC1)的复位引脚NRST引脚电平小于0.7V，第一MCU(IC1)正常复位，并恢复正常运行。

通过第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3对第一MCU(IC1)的复位引脚NRST做复位控制时，使第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3引脚处于低电平，第一二极管D1的负向端处于低电平，则第一MCU(IC1)的复位引脚NRST引脚电流流向为3.3V经过R4,再经过D1流向地，此时第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电平小于0.7V，第一MCU(IC1)正常复位，并恢复正常运行。

通过第二MCU(IC2)对第一MCU(IC1)升级烧录代码时，第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO3引脚处于低电平，GPIO2引脚处于高电平，与之连接的第一MCU(IC1)的BOOT0引脚处于高电平，而BOOT1已通过电阻R2接地，此时系统存储器被选为启动区域，则可通过第二MCU(IC2)的串口RXD,TXD和GPIO3引脚就可以采用远程升级或烧录第一MCU(IC1)的程序，此时的复位引脚电平流程如下：

在第一MCU(IC1)的IO口(PA11)引脚处于低电平时，一种情况是看门狗芯片U1的WDI引脚电平没有变化，看门狗芯片U1的/RESET引脚处于高电平，则第二二极管D2的负向端处于高电平，此时，第二MCU(IC2)的复位控制脚GPIO引脚设为低电平，则第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电流流向为3.3V经过R4,再经过第一二极管D1流向地，此时复位引脚NRST引脚电平小于0.7V，处于低电平，因此，通过第二MCU(IC2)可以给第一MCU(IC1)远程烧录或升级程序。

另一种情况是看门狗芯片U1的WDI引脚电平处于高电平或者低电平，则看门狗芯片U1的/RESET脚处于低电平，第二二极管D2的负向端处于低电平，第一二极管D1的负向端处于低电平，则第一MCU(IC1)的复位引脚NRST电流流向为3.3V经过R4,再经过第一二极管D1(或者第二二极管D2)流向地，此时复位引脚NRST引脚电平小于0.7V，复位引脚处于低电平，因此，通过第二MCU(IC2)可以给第一MCU(IC1)远程烧录或升级程序

在通过JTAG口直接烧录第一MCU(IC1)程序时，由于正常工作状态下第一二极管D1、第二二极管D2均处于截止状态，因此第一MCU(IC1)的NRST引脚电平有3.3V通过电阻R4，流向地，此时复位引脚NRST引脚电平小于0.7V，复位引脚处于低电平，因此NRST引脚在程序烧录时可以正常烧录。

此外，采用JTAG口直接烧录程序时，复位引脚NRST维持低电平的时间要小于复位引脚复位需要的持续时间，这里采用了两个二极管，由于二极管的单向导通特性，导致复位引脚电平变化不受看门狗芯片U1和第二MCU(IC2)内部等效电阻带来的电压值的影响，此时在采用烧录口进行程序烧录，单片机复位引脚仅受外部C4和R4串联组成的阻容电路影响，因此可直接进行程序烧录。

如图1所示，通过电路对复位引脚NRST电平变化具体结果进行分析，具体采用STM32F103CBT6单片机芯片(IC1)，MTK7688A嵌入式芯片(IC2)，EM6323+看门狗芯片(U1)，以及相应的电阻R1、R2、R3、R4、R209、R210，开关二极管D1、D2,轻触按键S1和烧录口P1组成，输入电源3.3V。

1、在实验中可以进行复位电路电平测试，向IC2引脚GPIO3输入低电平(接地)，U1的WDI引脚输入中间电平(如1.5V左右电平)，测试得到U1的1脚处于3.3V高电平,IC1引脚NRST引脚电平＜0.7V，则IC1芯片NRST引脚可以正常高低电平变化。

2、向IC2引脚GPIO3输入高电平(接3.3V)，U1的WDI引脚输入高(或低)电平(接3.3V或地)，测试得到U1的1脚处于低电平,IC1引脚NRST引脚电平＜0.7V，则IC1芯片NRST引脚可以正常高低电平变化。

3、向IC2引脚GPIO3输入高电平(接3.3V)，U1的WDI引脚输入中间电平(如1.5V左右电平)，按下按键S1，测试得到U1的1脚处于低电平,IC1引脚NRST引脚电平＜0.7V，则IC1芯片NRST引脚可以正常高低电平变化。

4、在采用P1接口烧写程序时，向IC2引脚GPIO3输入高电平(接3.3V),U1的WDI引脚输入中间电平(如1.5V左右电平)，单片机程序可进行正常烧录，复位引脚NRST电平可正常变化。

复位引脚NRST电平变化具体结果详见表1所示。

说明：L表示低电平(电压值为0V--0.8V)，H属于表示高电平(电压值为2V--3.3V)，中间电平表示是电压值为0.8V--2V之间。

Claims (6)

1.一种互不干扰复位电路，其特征在于，包括：

第一MCU和看门狗芯片，所述看门狗芯片用于手动或自动发送复位信号至第一MCU，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；

第二MCU，通过其复位控制脚向所述第一MCU输出复位信号，所述第一MCU接收到所述复位信号后进行复位；

第一二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与第二MCU的复位控制脚相连；

第二二极管，正极连接第一MCU的复位引脚，负极与看门狗芯片的复位输出脚相连；

所述第一MCU的复位引脚经上拉电阻与电源正极连接，经电容与接地端连接。

2.如权利要求1所述的一种互不干扰复位电路，其特征在于：所述第一MCU为单片机。

3.如权利要求1或2所述的一种互不干扰复位电路，其特征在于：所述第二MCU为单片机或嵌入式芯片。

4.如权利要求3所述的一种互不干扰复位电路，其特征在于：所述第一MCU为若干个，通过第二MCU的若干输出引脚经二极管与对应的第一MCU的复位引脚连接,所述看门狗芯片为若干个，通过其复位输出脚经二极管与对应的第一MCU的复位引脚连接。

5.如权利要求1、2或4所述的一种互不干扰复位电路，其特征在于：所述第一二极管的正极与第一MCU的复位引脚间和/或第二二极管的正极与第一MCU的复位引脚间设有电压转换模块。

6.如权利要求5所述的一种互不干扰复位电路，其特征在于：所述第二MCU的UART口与第一MCU的UART口连接，用于第二MCU芯片对第一MCU进行程序烧录。

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