CN112463426B - 一种串行计数的看门狗复位电路及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种串行计数的看门狗复位电路及工作方法，属于电源管理领域。在电压出现异常扰动时可延长系统稳定后首次看门狗计数周期的复位电路的基础上，根据电压异常程度灵活设置系统稳定后首次看门狗计数周期的长短。电压异常程度越大则系统稳定后首次看门狗计数周期越长；看门狗计数模块采用串联结构，在不增加计数模块的前提下，实现多种首次看门狗计数周期控制与切换，同时优化节约电路面积。

Description

一种串行计数的看门狗复位电路及工作方法

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，特别涉及一种可选择看门狗周期，并自动切换看门狗周期的复位电路。

背景技术

上电复位电路是系统中不可缺少的组成部分，在系统的初始阶段，提供一个芯片内部复位信号，保证整个系统能够正常启动。

看门狗复位主要功能是防止程序跑飞而造成的系统损坏。在上电过程或电压大扰动情况下，系统电压恢复稳定后的第一个看门狗计数周期WT1(以下简称首次看门狗计数周期)时长通常是传统看门狗计数周期WT2的几十倍甚至更大。在电压出现异常时可延长系统稳定后首次看门狗计数周期，这种复位电路在微系统中得到广泛使用。

目前延长稳定后的第一个看门狗计数周期的常用方法是使用两个独立的计数器。当电压出现异常恢复稳定后，选择其中一个计数器，计数完成后切换到另一个计数器。这种计数器切换结构清晰，控制方式简单。但是因为两个计数器并行独立，因此使用了更多逻辑计数模块。当系统针对电压异常程度，需要不同的首次看门狗计数周期时，这种并行计数结构的缺点更加明显，同时不利于计数周期的拓展。因此本发明要通过一条计数器实现多计数周期的选择以及切换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串行计数的看门狗复位电路及工作方法，以实现多计数周期的选择以及切换。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种串行计数的看门狗复位电路，包括基准模块、电压采样模块、比较器、时钟模块、看门狗计数模块、逻辑控制模块、输出模块；

所述电压采样模块和所述基准模块分别接在所述比较器的同向、反向输入端；

所述逻辑控制模块的第一输入端接所述比较器的输出端，第二输入端接输入信号，第三输入端接所述看门狗计数模块的输出端；所述逻辑控制模块的第一输出端接所述输出模块的输入端；第二输出端接所述时钟模块的输入端；第三输出端接所述看门狗计数模块的第二输入端；所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块的输出端。

可选的，所述看门狗计数模块包括5个串联的计数器，对应周期分别为T1、T2、T3、T4、T5，以及逻辑门和4选1逻辑门；

每两个计数器之间接一个或门，该或门的一个输入端接上一个计数器的输出端，输出端接下一个计数器的输入端；

所述逻辑门的输出端与每个或门的另一个输入端相接；

所述4选1逻辑门的四个输入端分别接计数器T2～T5的输出端。

可选的，所述看门狗计数模块还包括2选1逻辑门和D触发器，所述4选1逻辑门的输出端通过一个或门接所述D触发器的clk端，所述2选1逻辑门的输出端通过一个或非门接所述D触发器的reset端；所述D触发器的q端通过兆欧级电阻接地。

可选的，所述2选1逻辑门的一个输入端接电压VCC，另一个输入端接输入上电时整体复位电路产生的上电复位信号in1；所述或非门的输入端接电压VCC发生异常时产生的控制信号in2；连接所述4选1逻辑门输出端的或门的输入端连接手动复位信号in3。

可选的，所述计数器T1决定传统看门狗计数周期WT2；所述逻辑门的输入端A0、A1设置异常情况下首次看门狗计数周期WT1。

可选的，所述串行计数的看门狗复位电路中各模块以及外部的输入和输出信号是一组信号，非单个信号。

本发明还提供了一种串行计数的看门狗复位电路的工作方法，包括：

步骤1、电路上电启动，当电压VCC符合设计要求，整体电路经过上电复位后开始正常工作，上电时，第一个看门狗计数周期WT1为T1·T2·T3·T4·T5；

步骤2、通过上电复位，看门狗计数模块开始计数，第一个看门狗计数周期为WT1；

步骤3、当计数达到WT1，电路进入正常计数，计数周期切换为WT2；

步骤4、当电路在正常工作时，电压VCC出现异常扰动，当扰动使得VCC不符合设计要求，VCC扰动的程度决定了A0，A1逻辑信号，通过A0，A1设置WT1，待扰动消失后，重复步骤2、3进入正常状态；当扰动并不会使VCC不符合设计要求时，待扰动消失后复位电路直接进入正常状态。

在本发明提供的串行计数的看门狗复位电路及工作方法，在电压出现异常扰动时可延长系统稳定后首次看门狗计数周期的复位电路的基础上，根据电压异常程度灵活设置系统稳定后首次看门狗计数周期的长短。电压异常程度越大则系统稳定后首次看门狗计数周期越长；看门狗计数模块采用串联结构，在不增加计数模块的前提下，实现多种首次看门狗计数周期控制与切换，同时优化节约电路面积。

附图说明

图1是本发明提供的一种串行计数的看门狗复位电路总体结构图；

图2为计数器计数周期切换逻辑图；

图3为看门狗复位电路的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种串行计数的看门狗复位电路及工作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种串行计数的看门狗复位电路，其结构如图1所示，包括基准模块、电压采样模块、比较器、时钟模块、看门狗计数模块、逻辑控制模块、输出模块。所述电压采样模块和所述基准模块分别接在所述比较器A0的同向、反向输入端；所述逻辑控制模块的第一输入端IN0接所述比较器的输出端，第二输入端IN1接输入信号in，第三输入端IN2接所述看门狗计数模块的输出端；所述逻辑控制模块的第一输出端out0接所述输出模块的输入端；第二输出端out1接所述时钟模块的输入端；第三输出端out2接所述看门狗计数模块的第二输入端；所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块的输出端。在图1中，所述串行计数的看门狗复位电路中输入和输出信号是非单个信号，均为一组信号量。

如图2所示，所述看门狗计数模块包括5个串联的计数器，对应周期分别为T1、T2、T3、T4、T5(即分别为计数器T1～T5)，以及逻辑门和4选1逻辑门；每两个计数器之间接一个或门，该或门的一个输入端接上一个计数器的输出端，输出端接下一个计数器的输入端；所述逻辑门(即logic gate1)的输出端与每个或门的另一个输入端相接；所述4选1逻辑门，其四个输入端分别接计数器T2～T5的输出端。

所述看门狗计数模块还包括2选1逻辑门与D触发器，请继续参阅图2，所述4选1逻辑门的输出端通过一个或门Y4接所述D触发器的clk端，所述或门Y4的另一个输入端接手动复位信号in3；所述2选1逻辑门通过一个或非门接所述D触发器的reset端，所述或非门的另一个输入端接电路发生异常时产生的控制信号in2；所述D触发器的q端通过兆欧级电阻接地。所述2选1逻辑门的一个输入端接电压VCC，另一个输入端接输入上电时电路产生的上电复位信号in1。所述计数器T1的输出端还连接另外一个或门Y5，所述或门Y5的一个输入端接所述D触发器的q端，另一个输入端接所述计数器T1的输出端，输出端即为所述看门狗计数模块的输出端。

计数器T1～计数器T5的计数周期分别为T1、T2、T3、T4和T5；所述计数器T1决定传统看门狗计数周期WT2，所述逻辑门的输入端A0、A1设置异常情况下首次看门狗计数周期。首次看门狗计数周期WT1从T2、T3、T4、T5自动选择。通过D触发器的自锁保证首次看门狗计数周期与传统看门狗计数周期的顺利切换。

在电压采样模块的输出电压VCC满足设置的电压要求，看门狗复位电路开始正常工作。图2中输入计数器TI的clk信号由时钟模块提供或外部提供。in1为上电时电路产生上电复位信号；in2为电路发生异常时产生的控制信号；in3为手动复位信号，该信号可立刻结束周期为WT1的计数，同时开启周期WT2的计数。若无需手动控制，可将信号in3接固定高电平。reset为计数器复位信号。

在电压出现异常时，根据电压的异常程度设置系统稳定后首次看门狗计数周期长短。异常程度越剧烈则对应的首次看门狗计数周期越长。在本设计中仅通过logic gate1与4选一逻辑门即可实现该功能。首次看门狗计数周期WT1设置方式如表1所示。

表1logic gate1输入与长计数看门狗周期关系

表1中，ΔV为电源电压相对扰动量，其值越大对应的电压异常程度越剧烈。

在本发明中，首次看门狗计数周期可根据电源电压扰动的剧烈程度进行自动调节，且控制方式简单。采用串联方式可快速的增大计数周期，并可大幅度的减少逻辑计数模块，有利于节省电路器件与减小电路面积。

实施例二

本发明还提供了一种串行计数的看门狗复位电路的工作方法，其流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、电路上电启动，当电压VCC符合设计要求，整体电路经过上电复位后开始正常工作，上电时，第一个看门狗计数周期WT1为T1·T2·T3·T4·T5；

步骤2、通过上电复位，看门狗计数模块开始计数，第一个看门狗计数周期为WT1；

步骤3、当计数达到WT1，电路进入正常计数，计数周期切换为WT2；

步骤4、当电路在正常工作时，电压VCC出现异常扰动，当扰动使得VCC不符合设计要求，VCC扰动的程度决定了A0，A1逻辑信号，通过A0，A1设置WT1，待扰动消失后，重复步骤2、3进入正常状态；当扰动并不会使VCC不符合设计要求时，待扰动消失后复位电路直接进入正常状态。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (4)

1.一种串行计数的看门狗复位电路，其特征在于，包括基准模块、电压采样模块、比较器、时钟模块、看门狗计数模块、逻辑控制模块、输出模块；

所述电压采样模块和所述基准模块分别接在所述比较器的同向、反向输入端；

所述逻辑控制模块的第一输入端接所述比较器的输出端，第二输入端接输入信号，第三输入端接所述看门狗计数模块的输出端；所述逻辑控制模块的第一输出端接所述输出模块的输入端；第二输出端接所述时钟模块的输入端；第三输出端接所述看门狗计数模块的第二输入端；所述看门狗计数模块的第一输入端接所述时钟模块的输出端；

所述看门狗计数模块包括5个串联的计数器，对应周期分别为T1、T2、T3、T4、T5，即分别为计数器T1、计数器T2、计数器T3、计数器T4和计数器T5，以及逻辑门和4选1逻辑门；每两个计数器之间通过或门连接，该或门的一个输入端接上一个计数器的输出端，输出端接下一个计数器的输入端；

所述逻辑门的输出端与每个或门的另一个输入端相接；

所述4选1逻辑门的四个输入端分别接计数器T2~T5的输出端；

所述计数器T1决定传统看门狗计数周期WT2；所述逻辑门的输入端A0、A1设置异常情况下首次看门狗计数周期WT1。

2.如权利要求1所述的串行计数的看门狗复位电路，其特征在于，所述看门狗计数模块还包括2选1逻辑门与D触发器，所述4选1逻辑门的输出端通过一个或门接所述D触发器的clk端，所述2选1逻辑门的输出端通过一个或非门接所述D触发器的reset端；所述D触发器的q端通过兆欧级电阻接地。

3.如权利要求2所述的串行计数的看门狗复位电路，其特征在于，所述2选1逻辑门的一个输入端接电压VCC，另一个输入端接输入上电时整体复位电路产生的上电复位信号in1；所述或非门的输入端接电压VCC发生异常时产生的控制信号in2；连接所述4选1逻辑门输出端的或门的输入端连接手动复位信号in3。

4.如权利要求1所述的串行计数的看门狗复位电路，其特征在于，所述串行计数的看门狗复位电路中各模块以及外部的输入和输出信号是一组信号，非单个信号。

Images