DE3035896C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulen bei Störung der Stromversorgung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulen bei Störung der Stromversorgung

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Schaltungen bekannt, die beim Einschalten eines Mikroprozessors einen Rücksetzimpuls abgeben. Bei diesen Schaltungsanordnungen wird jedoch kein Rücksetzimpuls ausgelöst, wenn durch Spannungseinbrüche der Rechner in einen Undefinierten Zustand gelangt und nicht mehr weiter arbeiten kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reset-Schaltung der eingangs genannten Art durch einfache Mittel zu erweitern, so daß auch Rücksetzim- so pulse bei Spannungseinbrüchen in der Spannungsversorgung abgegeben werden, insbesondere wenn dadurch der Mikroprozessor in einen undefinierbaren Zustand gelangt ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch Spannungseinbrüche erkannt werden und zu einer Auslösung eines Impulses führen, mit dem ein Rechner in einen definierten Zustand gebracht werden kann. Hierbei ist die Höhe des Spannungseinbruchs, bei dem ein Impuls f>5 ausgelöst wird, und die Dauer des Impulses einstellbar. Dadurch kann die Schaltung an unterschiedliche Geräte und Schaltungsanordnungen angepaßt werden. Unabhängig davon kann auch die Dauer des Impulses beim Einschalten des Gerätes festgelegt werden, so daß mit der Schaltung unterschieden werden kann, ob ein Gerät eingeschaltet wird oder ob ein Spannungseinbruch vorlag.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupianspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Eine besonders geeignete Möglichkeit ist, den Widerstand über einen Schalter gegen Masse zu schalten und den invertierenden Eingang des Verstärkers über ein Rückkopplungsnetzwerk mit dessen Ausgang zu verbinden. Dabei kann der Schalter vom Gerät selbst bedient werden, so daß ein Impuls nur dann ausgelöst wird, wenn ein Spannungseinbruch auch zu einer Störung im Gerät geführt hat Eine solche Störung kann beispielsweise sein, wenn ein vorgegebener Zählerstand nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit erreicht wird oder eine Spannung nicht innerhalb einer gewissen Zeit auf einen bestimmten Wert angestiegen ist Diese Schaltungsanordnung ist besonders für den Betrieb in Mikroprozessoren geeignet, wobei der Schalter vom Mikroprozessor gesteuert wird. Dadurch können Fehler bei der Programmbearbeitung durch den Mikroprozessor erkannt werden, die dann einen Impuls bewirken, der den Mikroprozessor in seine Grundstellung bringt Dieser Schalter ist zweckmäßigerweise als Transistorschalter auszuführen, wobei sowohl normale Transistoren als auch Feldeffekttransistoren geeignet sind. Die gesamte Schaltungsanordnung läßt sich dann auch einfach integriert ausführen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung,
F i g. 2 eine weitere Schaltungsanordnung nach der Erfindung und
Fig.3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In F i g. 1 ist an der Versorgungsspannungsleitung 1 ein Kondensator 2 angeschlossen, der über einen Widerstand 3 zur Masseleitung führt. Parallel zum Widerstand 3 ist eine Diode 4 geschaltet, deren Anode gegen die Masseleitung führt. Zwischen Kondensator 2 und Widerstand 3 ist ein Schutzwiderstand 5 angeschlossen, der zu dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 6 führt. Der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers 6 ist an einen Spannungsteiler mit den Widerständen 7 und 8 angeschlossen, wobei der Widerstand 7 mit der Versorgungsspannungsleitung 1 und der Widerstand 8 mit der Masseleitung verbunden ist. Vom Ausgang des Differenzverstärkers 6 führt ein Widerstand 9 zur Versorgungsspannungsleitung 1 und ein Widerstand 10 zum nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 6. Am Ausgang des Differenzverstärkers 6 ist auch der impuls abgreifbar.
Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung ist das Potential am invertierenden Eingang des als Komparator geschalteten Differenzverstärkers 6 höher als am nicht invertierenden Eingang. Man erhält daher ein O-Signal am Ausgang des als Komparator geschalteten Differenzverstärkers 6. Dieses Sienal dient bei-
spielsweise zum Rücksetzen eines Mikrocomputers. 'Jber den Widerstand 3 wird nun der Kondensator 2 aufgeladen, so daß nach einer bestimmten Zeit der Komparatorausgang umschaltet. Der Umschaltzeitpunkt und damit die Dauer des Impulses ist im wesentlichen durch die Zeitkonstante bestimmt, die sich aus dem Widerstand 3 und dem Kondensator 2 ergibt, wenn die Widerstände 7 und 8 festgelegt sind. Am Komparatorausgang liegt nun das Signal 1 an.
Bei Spannurgseinbrüchen der Versorgungsspannung, i« die größer als eine Diodenstrecke sind, wird der Kondensator 2 über die Diode 4 entladen. Wird danach die Versorgungsspannung angehoben, so wird je nach Lage der Schwellspannung, die durch die Widerstände 7, 8 und 10 bestimmt ist, ein Impuls ausgelöst, dessen ι Γ· Dauer aufgrund der Hysterese der Schaltung durch den Wert des Widerstandes 10 festgelegt wird. Die Größe der Spannungseinbrüche, bei denen ein Impuls ausgelöst wird, kann also über die Widerstände 7 unJ. 8 genau definiert werden. Mit maßgebend ist auch die Größe des Widerstands 10. Die Dauer des Impulses ist durch den Widerstand 10 bestimmt Wird als Differenzverstärker 6 ein empfindlicher Operationsverstärker verwendet, beispielsweise der Typ LM 139 der Firma National Semiconductor, so können bei Bedarf bereits Span- 2r> nungseinbrüche von etwa 0,5 V erkannt werden, da die Schaltschwelle nahezu auf Masse gelegt werden kann.
In F i g. 2 ist an der Spannungsversorgungsieitung 11 wiederum ein Kondensator 12 angeschlossen, der über einen Widerstand 13 und der Kollektor-Emitter-Strecke J" eines Transistors 14 mit der Masseleitung in Verbindung steht Zwischen dem Kondensator 12 und dem Widerstand 13 ist der invertierende Eingang eines Operationsverstärkers 15 angeschlossen. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 15 ist ^ mit den Widerständen 16 und 17 verbunden, die einen Spannungsteiler bilden, wobei der Widerstand 16 an die Versorgungsspannungsleitung 11 und der Widerstand 17 an die Masseleitung angeschlossen sind. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15 führt ein Widerstand 18 zur Versorgungsspannungsleitung 11, während ein Widerstand 19 mit dem invertierenden Eingang und ein Widerstand 20 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 15 verbunden ist. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15 ist ebenfalls der ·<Γ> Impuls abnehmbar. Von einem Eingang 21 führt ein Widerstand 22 und ein Kondensator 23 zur Basis des Transistors 14. Zum Schutz des Transistors ist an dessen Basis des weiteren ein Widerstand 25 und eine Diode 24 angeschlossen, die andererseits mit der Masseleitung "'" verbunden sind.
Die Funktion dieser Schaltungsanordnung sei anhand der F i g. 3 näher erläutert. Die Schaltschwellen des als Komparator geschalteten Operationsverstärkers 15 werden wiederum durch die Widerstände 16,17 und 20 bestimmt. Insbesondere durch den Widerstand 20 ist dabei auch die Hysterese des Komparators festgelegt, der die Schaltdauer bestimmt. Der Widerstand 19 und der Kondensator 12 ergänzen die Schaltungsanordnung zu einem ÄC-Oszillator, dessen Frequenz durch diese beiden Bauelemente bestimmt ist. Wird am Ausgang des Operationsverstärkers 15 ein inverses Signalverhalten gewünscht, so kann der Kondensator 12 auch mit der Masse verbunden werden. Dies richtet sich nach dem gewünschten Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 15 nach dem Einschalten der Versorgungsspannung.
In Fig.3a ist der Signalverlauf am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 6 dargestellt während in Fig.3b das Signal am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 6 aufgezeigt ist Beim Einschalten der Versorgungsspannung ist das Potential am invertierenden Eingang d=es Komparators höher als am nichtinvertierenden Eingang. Am Ausgang des Operationsverstärkers erhält man daher ein 0-Signal, das zum Rücksetzen des angeschlossenen Gerätes dient Über Widerstand 19> wird nun der Kondensator 12 aufgeladen, so daß nach einer vorgegebenen Zeit der Komparator -umschaltet Am Ausgang liegt nun ein 1-Signal an, das nun wiederum den Kondensator 12 entlädt Nach Abschluß des Rücksetzvorganges beginnt nun im Mikroprozessor ein Programm zu laufen, das so gestaltet ist, daß nach Ablauf des Programms oder bei längerem Programm in bestimmten Zeitintervallen an einem Ausgang des Mikroprozessors Impulse abgegeben werden, die dem Eingang 21 der Schaltungsanordnung zugeführt werden. Mit dem Auftreten eines Impulses nach Fig.3c wird damit der Transistor 14 leitend geschaltet und der Kondensator 12 sehr schnell aufgeladen, Nach dem Schließen des Transistors entlädt sich der Kondensator 12 wiederum über den Widerstand 19. Tritt nun ein Fehler im Programmablauf ein, der bei einem geprüften Programm meist durch Spannungseinbrüche bewirkt wird, so gelangt der Folgeimpuls nicht rechtzeitig an den Eingang 21. Der Kondensator 12 entlädt sich soweit, daß die obere Schwellspannung, die in Fig.3a strichpunktiert eingezeichnet ist, erreicht wird und der Komparator umschaltet, so daß an dessen Ausgang wiederum ein Rücksetzimpuls auftritt. Durch die Rückkopplung über den Widerstand 20 macht sich das auch am nicht invertierenden Eingang: des Operationsverstärkers 15 durch einen Spannungseinbruch entsprechend Fig.3b bemerkbar. Ober den Widerstand 19 wird nun der Kondensator 12 wieder entladen, bis die untere Schwelle erreicht ist. Danach schaltet der Ausgang des Komparators wiederum auf ein 1-Signal, der Mikrocomputer ist wieder startb-ereit, so daß ein neuer Programmablauf beginnen kann.
Die Schaltungsanordnungen sind auch leicht integrierbar ausführbar, so daß es besonders günstig ist, diese Schaltungen bereits im Mikrocomputer mit zu integrieren.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses, insbesondere Rücksetzimpulse für Zähler oder Mikroprozessoren, bei einer Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung, mit einem Verstärker, dessen nicht invertierender Eingang auf ein festes Potential gelegt ist und über ein Rückkopplungsnetzwerk mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und an dessen invertie- ι ο renden Eingang ein Widerstand und ein Kondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (3) gegen Masse und zum Widerstand (3) parallel eine Diode (4) geschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses, insbesondere Rücksetzimpulse für Zähler oder Mikroprozessoren, bei einer Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung, mit einem Verstärker, dessen nicht invertierender Eingang auf ein festes Potential gelegt ist und über ein Rückkopplungsnetzwerk mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und an dessen invertierenden Eingang ein Widerstand und ein Kondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (13) über einen Schalter (14) gegen Masse geschaltet ist und der invertierende Eingang des Verstärkers (15) über ein Rückkopplungsnetzwerk (19) mit dessen Ausgang verbunden ist
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (14) von einem Jo Mikroprozessor gesteuert wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als Transistor ausgebildet ist
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