DE3106869A1

DE3106869A1 - Circuit for cancelling the resetting of a microprocessor

Info

Publication number: DE3106869A1
Application number: DE19813106869
Authority: DE
Inventors: Andreas 6340 Baar Brugger; Marcel 8906 Bonstetten Geiser; Otto 6300 Zug Leuthold
Original assignee: Landis and Gyr AG; LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG; Landis and Gyr AG
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1982-01-14
Also published as: DE3106869C2; CH646289A5

Abstract

A semiconductor element handling the resetting is switched by the charge of a capacitor (3). This charge is periodically changed after a limit value has been reached and, as a result, the reset signal (R) of a particular period is generated in the semiconductor element. After the period has elapsed, the reset signal (R) is suppressed by a disturbance voltage opposing the charging-up of the capacitor (3). The circuit comprises a disturbance-signal circuit (1) and an oscillator circuit (2) containing the capacitor (3). The disturbance-signal circuit (1) is activated by squarewave pulses (UE) generated by the microprocessor and outputs differentiated and rectified disturbance voltages to the oscillator circuit (2). The oscillator circuit contains a multivibrator circuit, activated by the capacitor (3) and containing a comparator (7). The threshold voltage (US) for the non-inverting (+) input of the comparator (7) is generated from the supply voltage (VCC) by means of a voltage divider. The oscillating frequency and the period of the reset signal (R) is determined by the time constant of the capacitor (3) together with the resistance (13) and the threshold voltage of (US). <IMAGE>

Description

Schaltung zur Auslösung der Rückstellung eines Mikro-ProzessorsCircuit for triggering the reset of a microprocessor

Schaltung. zur Auslösung der Rückstellung eines Mikro-Prozessors Bekanntlich müssen Mikro-Prozessoren bei der Inbetriebnahme und bei jedem Einschalten der Versorgungsspannung zurückgesetzt werden, um deren Zentraleinheit in einen definierten Ausgangszustand zu versetzen. Dies ist bei völlig autonom arbeitenden und schwer zugänglichen Geräten von besonderer Wichtigkeit. Zu diesem Zwecke besitzen die Mikro-Prozessoren einen Rückstelleingang, bei welchem der Rückstellvorgang durch ein Eingangssignal mit geeignetem Pegel eingeleitet werden kann.Circuit. known to trigger the reset of a microprocessor need micro-processors during commissioning and every time the supply voltage is switched on can be reset to return their central processing unit to a defined initial state to move. This is the case with devices that work completely autonomously and are difficult to access of particular importance. The microprocessors have one for this purpose Reset input for which the reset process is triggered by an input signal with can be initiated at a suitable level.

Es ist aus der Zeitschrift ELEKTRONIK 1979, Heft 24, Seite 76 bereits eine Schaltung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei welcher die nur schwach gesiebte Versorgungsspannung vor der Stabilisierung mittels eines Widerstands abgegriffen und auf einen Kondensator übertragen wird. Beim Einschalten der Versorgungsspannung spricht ein erster Transistor an und schaltet einen dritten Transistor durch, welcher seinerseits das Rückstellsignal erzeugt. Beim Absinken der Versorgungsspannung unter einen einstellbaren Pegel wird ein zweiter Transistor durchgesteuert, welcher den dritten Transistor durchschaltet, so dass die Rückstellung der Zentraleinheit des Mikro-Prozessors erfolgen kann, bevor sich die Steuereingänge der Speicher ändern können.It is already from the magazine ELEKTRONIK 1979, issue 24, page 76 a circuit according to the preamble of claim 1 is known in which the only weakly filtered supply voltage before stabilization by means of a Resistance is tapped and transferred to a capacitor. When switching the supply voltage responds to a first transistor and switches a third Transistor through, which in turn generates the reset signal. When sinking the supply voltage below an adjustable level is a second transistor controlled through, which turns on the third transistor, so that the reset the central unit of the microprocessor can be done before the control inputs the memory can change.

Es sind zwar wahlweise auch Mikro-Prozessoren erhältlich, bei welchen beim Unterschreiten der normalen Versorgungsspannung oder bei deren Wiederkehr eine Rückstellung erfolgt. Dies Ist jedoch In vielen Fällen gefährlich, besonders wenn eine Rückstellung bei nur geringem Absinken der Versorgungsspannung unter die Auslöseschwelle erfolgt und dadurch wichtige Funktionen von Steuerungen unterbrochen oder sogar verunmöglicht werden.There are also optional microprocessors available with which when falling below the normal supply voltage or when it returns, a Provision takes place. However, this is dangerous in many cases, especially when a reset if the supply voltage drops only slightly below the triggering threshold takes place and thereby important functions of controls interrupted or even become impossible.

Es ist schliesslich auch bei Mini-Computern bekannt, ein Rückstellsignal zu erzeugen, wenn ein durch eine "watch dog"- ("Wachhund-") Schaltung erzeugtes Signal nicht quittiert wird. Der zu diesem Zwecke erforderliche hohe Aufwand kommt jedoch für Mikro-Prozessoren nicht Infrage.Finally, a reset signal is also known in mini-computers when one is generated by a "watch dog" circuit Signal is not acknowledged. The to necessary for this purpose however, high expenditure is out of the question for microprocessors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückstellschaltung der anfangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher nicht nur das Ausfallen und Wiederkehren der Versorgungsspannung, sondern auch jede Störung im normalen Ablauf des Programms des Mikro-Prozessors oder das Absinken der Versorgungsspannung unter das Niveau, wo die Funktionsweise des CLP gestört wird, ein die Auslösung der Rückstellung bewirkendes Signal erzeugt. Dieses soll beim Wiedereinschalten der Versorgungsspannung als Rückstellsignal für die Initialisierung des Mikro-Prozessors dienen. Die Dauer des Rückstellsignals nach Einschalten der Versorgungsspan nung soll wählbar sein.The invention is based on the object of a reset circuit of the kind mentioned at the beginning, in which not only the failure and return the supply voltage, but also any disturbance in the normal course of the program of the microprocessor or the drop in the supply voltage below the level, where the functionality of the CLP is disturbed, a reset is triggered Signal generated. This should act as a reset signal when the supply voltage is switched on again serve to initialize the microprocessor. The duration of the reset signal after switching on the supply voltage should be selectable.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 definiert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.The invention is defined in claim 1. More beneficial Refinements are given in the remaining claims.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained using a drawing, for example.

Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschema für eine Rückstellschaltung eines Mikro-Prozessors; Fig. 2 eine ausführliche Schaltung für die Schattung nach Fig. 1 und Fig. '3 Spannungs/Zeitdiagramme.1 shows a block diagram for a reset circuit of a Microprocessor; FIG. 2 shows a detailed circuit for the shading according to FIG. 1 and FIG. 3 voltage / time diagrams.

Die Blockschaltung nach Fig. 1 zeigt eine durch eine Störsignalschaltung 1 beeinflussbare Oszillatorschaltung 2, welche einen Kondensator 3 enthält und die Rückstellung eines nichtgezeichneten Mikro-Prozessors bewirken kann. Die Störsignalschaltung 1 wird bei normalem Programmablauf im Mikro-Prozessor durch von diesem erzeugte Rechteckimpulse UE angesteuert. Die Störsignalschaltung 1 erzeugt in diesem Fall Störspannungen, welche die periodisch wechselndes Ladung des Kondensators 3 in der nach Erreichen einer einstellbaren Schwelle freischwingenden Oszillatorschaltung 2 stören und dadurch die Entstehung eines Rückstellsignals R an ihrem Ausgang unterdrücken. Beim Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung und bei sonstigem Ausbleiben der Rechteckimpulse UE des Mikro-Prozessors wird dagegen durch die Oszillatorschaltung 2 ein Rückstellsignal R erzeugt, bevor der Mikro-Prozessor wieder seine normale Tätigkeit aufnimmt.The block circuit of FIG. 1 shows a circuit through a noise signal 1 influenceable oscillator circuit 2, which contains a capacitor 3 and the Resetting an undrawn microprocessor can cause. The jamming signal circuit 1 is generated by the microprocessor during normal program execution Square-wave pulses UE controlled. The noise circuit 1 generates in this case Interference voltages, which the periodically changing charge of the capacitor 3 in the after reaching an adjustable threshold, free-running oscillator circuit 2 interfere and thereby suppress the creation of a reset signal R at their output. When the supply voltage is switched on and off and when the Square-wave pulses UE of the microprocessor, on the other hand, are generated by the oscillator circuit 2 generates a reset signal R before the microprocessor returns to normal Takes up activity.

In Fig. 2 ist eine ausführliche Schaltung zur Erzeugung des Rückstellsignals R dargestellt, welche die Einzelteile der Störsignalschaltung 1 und der Oszillatorschaltung 2 zeigt. Die'Störsignalschaltung 1 besteht aus einem mit dem Eingang verbundenen Kondensator 4, einem Widerstand 5 und einer Diode 6. Der Widerstand ist einerseits mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 4 und der Diode 6 und andererseits mit der Leitung für die Versorgungsspannung Vcc verbunden. Die mit der Anode der Diode 6 verbundene Leitung ist an den Eingang der Oszillatorschaltung 2 angeschlossen.Referring to Figure 2, there is detailed circuitry for generating the reset signal R shown, which the individual parts of the interference signal circuit 1 and the oscillator circuit 2 shows. The interference signal circuit 1 consists of one connected to the input Capacitor 4, a resistor 5 and a diode 6. The resistor is on the one hand with the connection point between the capacitor 4 and the diode 6 and on the other hand connected to the line for the supply voltage Vcc. The one with the anode of the Line connected to diode 6 is connected to the input of the oscillator circuit 2.

Die Oszillatorschaltung 2 enthält einen Komparator 7 mit "open collector"-Ausgang, dessen Ausgangsleitung 8 das Rückstellsignal R ausgeben kann. Ein durch Widerstände 9 und 10 gebildeter Spannungsteiler zwischen der Spannungsversorgungs Leitung Vcc und der Nulleitung 0 ist mit einem nichtinvertierenden + Eingang des Komparators 7 verbunden. Ein invertierender - Eingang des Komparators 7 ist mit dem Verbindungspunkt 11 eines mit der Diode 6 verbundenen Widerstandes 12 mit dem einseitig an die Spannungsversorgungsleltung Vcc angeschlossenen Kondensator 3 und eines mit dem Ausgang des Komparators 7 verbundenen weiteren Widerstands 13 zusammengeschaltet. Ein weiterer Widerstand 14 verbindet den nichtinvertierenden + Eingang mit dem Ausgang des Komparators 7. Schliesslich ist ein Widerstand 15 zwischen den Ausgang des Komparators 7 und die Leitung für die Versorgungsspannung Vcc geschaltet.The oscillator circuit 2 contains a comparator 7 with an "open collector" output, whose output line 8 can output the reset signal R. One through resistances 9 and 10 formed voltage divider between the voltage supply line Vcc and the zero line 0 is connected to a non-inverting + input of the comparator 7 connected. An inverting input of the comparator 7 is connected to the connection point 11 of a resistor 12 connected to the diode 6 with the one-sided connected to the voltage supply line Vcc connected capacitor 3 and one to the output of the comparator 7 connected further resistor 13 interconnected. Another resistor 14 connects the non-inverting + input with the output of the comparator 7. Finally is a resistor 15 between the output of the comparator 7 and the line for the supply voltage Vcc switched.

Die Funktion der Schaltungen nach Fig. 1 und 2 wird nachstehend anhand der Diagramme nach Fig. 3 ausführlicher erklärt. Der Komparator 7 bildet mit seinen Schaltelementen einen astabilen Multivibrator. Seine Repetitionsfrequenz wird durch die Zeitkonstante T von beispielsweise 30 ms des Kondensators 3 und im wesentlichen vom Widerstand 13 und der Schwellenspannung US bestimmt. Der Oszillator 2 schwingt bei eingeschalteter Versorgungsspannung Vcc, sobald die Spannung U1 zwischen der Nulleitung 0 und dem am Kondensator 3 angeschlossenen Verbindungspunkt 11 mit dem invertierenden - Eingang des Komparators 7 einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Dadurch wird die Ladung des Kondensators 3 dauernd verändert. Solange die Oszillatorschaltung 2 ungestört schwingt, ist ein Rückstellsignal R am Ausgang des Komparators 7 periodisch vorhanden. Be#im ungestörten Arbeiten des Mikro-Prozessors erzeugt dieser nach Ablauf der normalen Dauer des Rückstellsignals R eine Rechteckspannung UE mit einer Repetitionsfrequenz, die ein Vielfaches derjenigen der Oszillatorschaltung 2 ist. Die dem Eingang der Störsignalschaltung 1 zugeführten Rechteckimpulse UE erzeugen In dieser ein Ausgangssignal, das in der Oszillatorschaltung 2 die Abgabe eines Rückstellsignals R unterbindet. Dabei können verschiedene Zustände unterschieden werden, wie nachfolgend anhand der drei Phasen A, B und C der Fig. 3 erklärt wird.The function of the circuits of FIGS. 1 and 2 will be explained below with reference to the diagrams of Fig. 3 explained in more detail. The comparator 7 forms with his Switching elements an astable Multivibrator. Its repetition frequency is determined by the time constant T of, for example, 30 ms of the capacitor 3 and im essentially determined by the resistor 13 and the threshold voltage US. The oscillator When the supply voltage Vcc is switched on, 2 oscillates as soon as the voltage U1 between the neutral line 0 and the connection point 11 connected to the capacitor 3 the inverting - input of the comparator 7 exceeds a certain limit value. As a result, the charge of the capacitor 3 is constantly changed. As long as the oscillator circuit 2 oscillates undisturbed, a reset signal R at the output of the comparator 7 is periodic available. Be # in the undisturbed work of the microprocessor, this generates after expiration the normal duration of the reset signal R is a square-wave voltage UE with a repetition frequency, which is a multiple of that of the oscillator circuit 2. The entrance to the Interference signal circuit 1 generated square-wave pulses UE in this an output signal, which prevents the output of a reset signal R in the oscillator circuit 2. A distinction can be made between different states, as shown below the three phases A, B and C of Fig. 3 will be explained.

Beim Einschalten der Versorgungsspannung Vcc steigt in der Phase A die Spannung U1 am Verbindungspunkt 11 des Kondensators 3 mit dem invertierenden - Eingang des Komparators 7 und die Schwellenspannung U5 am nichtinvertierenden + Eingang an.When the supply voltage Vcc is switched on, phase A increases the voltage U1 at the connection point 11 of the capacitor 3 with the inverting one - Input of the comparator 7 and the threshold voltage U5 on the non-inverting + Input on.

Während dieser Phase bleibt die Rückstelleitung 8 tief. Sobald die Spannung U1 unterhalb die Spannung US fällt, setzen die Schwingungen der Oszillatorschaltung 2 ein, durch welche der Kondensa tor 3 periodisch seine Ladung ändert. Am Ausgang des Komparators 7 erscheint das Rückstellsignal R mit der Zeitdauer von beispielsweise 30 ms. Nach dem inzwischen erfolgten ungestörten Anschwingen der Taktspannungen des Mikro-Prozessors beginnt dieser zu arbeiten, was durch das Erscheinen der Rechteckimpulse UE an seinem mit dem Eingang. der Störsignalschaltung 1 verbundenen Ausgang angezeigt wird. Diese werden durch den Kondensator 4 in der Störsignalschaltung 1 differenziert, durch die Diode 6 gleichgerichtet und sie erzeugen am Ausgang der entsprechend polarisierten Diode 6 Spannungen, die die Wechselspannungen U1 am Kondensator 3 des schwingenden Komparators stören. Dadurch wird der Kondensator 3 bei jedem Eingangsimpuls UE um einen gewissen Betrag geladen. In der Folge wird keine genügend hohe Spannung U1 für die Erzeugung des Rückstellsignals R durch den Komparator 7 mehr erreicht, solange der ungestörte Programmablauf des Mikro-Prozessors gewährleistet ist. In dieser Periode ist nämlich die Schwellenspannung US über die Spannung U1 um ein geringes zusätzlich erhöht.During this phase, the reset line 8 remains low. As soon as the If the voltage U1 falls below the voltage US, the oscillator circuit begins to oscillate 2, through which the capacitor 3 periodically changes its charge. At the exit of the comparator 7, the reset signal R appears with the duration of, for example 30 ms. After the clock voltages have started to oscillate undisturbed in the meantime of the microprocessor, it starts to work, which is indicated by the appearance of the square-wave pulses UE at his with the entrance. the output connected to the false signal circuit 1 is displayed will. These are differentiated by the capacitor 4 in the interference signal circuit 1, rectified by the diode 6 and they generate at the output of the corresponding polarized Diode 6 voltages, the alternating voltages U1 at the capacitor 3 of the oscillating Interfere with the comparator. As a result, the capacitor 3 changes with each input pulse UE charged a certain amount. As a result, there is no sufficiently high voltage U1 for the generation of the reset signal R by the comparator 7 more achieved as long the undisturbed program flow of the microprocessor is guaranteed. In this The period is namely the threshold voltage US across the voltage U1 by a small amount additionally increased.

Bei kurzzeitigem Absinken der Versorgungsspannung Vcc unter einen kritischen Wert am Anfang der Phase B der Fig. 3 bleiben die Quittiersignale vom Mikro-Prozessor aus. Das hat zur Folge, dass der Komparator 7 das Rückstellsignal R erzeugt, welches während der Dauer T = 30 ms aufrechterhalten wird. Dadurch wird der Mikro-Prozessor gesperrt. Wenn unterdessen die Versorgungsspannung Vcc wieder auf den normalen Wert angestiegen ist, wird nach Ablauf der Dauer T = 30#ms durch das Verschwinden des Rückstellsignals R der Mikro-Prozessor wieder freigegeben. Er erzeugt bei einwandfreiem Programmablauf die Rechtecksignale UE an seinem Ausgang. Die Signale aus der Störsignalschaltung 1 erniedrigen periodisch die Spannung U1 und die Schwellenspannung U5 wird soweit erhöht, dass die Erzeugung des Rückstellsignals R durch den Komparator 7 verhindert wird.If the supply voltage Vcc drops below a critical value at the beginning of phase B of FIG. 3 remain the acknowledgment signals from Microprocessor off. As a result, the comparator 7 receives the reset signal R generated, which is maintained for the duration T = 30 ms. This will the microprocessor locked. If meanwhile the supply voltage Vcc again has risen to the normal value, after the duration T = 30 # ms through the disappearance of the reset signal R released the microprocessor again. If the program is running correctly, it generates the square-wave signals UE at its output. The signals from the interference signal circuit 1 periodically lower the voltage U1 and the threshold voltage U5 is increased to such an extent that the reset signal is generated R is prevented by the comparator 7.

Wenn der Spannungsunterbruch dagegen länger dauert, sind alle Schaltungen samt dem Mikro-Prozessor stillgelegt und der Kondensator 3 entlädt sich in kurzer Zeit volls#tändig. Nach dem Wiederkehren der Versorgungsspannung. Vcc erfolgt eine neue Rückstellung wie am Anfang der Phase A und anschliessend der normale Ablauf des Programms des Mikro-Prozessors.If, on the other hand, the voltage interruption lasts longer, all circuits are switched off including the microprocessor shut down and the capacitor 3 discharges in a short time Time completely. After the supply voltage has returned. Vcc takes a new reset as at the beginning of phase A and then the normal process of the program of the microprocessor.

Bei einer Störung im Programmablauf des Mikro-Prozessors steigt gemäss Phase C der Fig. 3 ebenfalls durch das Ausbleiben der Rechteckimpulse UE des Mikro-Prozessors und der-Störimpulse der Störsignalschaltung 1 die Spannung U1 am Kondensator 3 über die Schwellenspannung US. Damit löst der Komparator 7 das Rückstellsignat#R aus, das solange anhält, als die Störung des Mikro-Prozessors andauert. Nach deren Ende nach der Phase C erscheinen die Rechteckimpulse UE wieder, die Spannung U1 wird unter die Schwellenspannung U5 erniedrigt und die Erzeugung des Rückstellsignals R durch den Komparator 7 bis zur nächsten Störung unterdrückt.In the event of a fault in the program flow of the microprocessor, increases accordingly Phase C of FIG. 3 likewise due to the absence of the square-wave pulses UE from the microprocessor and der-glitches the Interference signal circuit 1 the voltage U1 on Capacitor 3 above the threshold voltage US. The comparator 7 thus releases the reset signature # R which lasts as long as the fault in the microprocessor persists. After their At the end of phase C, the square-wave pulses UE reappear, the voltage U1 is lowered below the threshold voltage U5 and the generation of the reset signal R suppressed by the comparator 7 until the next disturbance.

Somit erlaubt die Schaltung nach Fig. 1 und 2 die Erzeugung eines Rückstellsignals w für den angeschlossenen Mikro-Prozessor bei jedem Eins#chalten und Verschwinden der Versorgungsspannung Vcc unter einen bestimmten Wert und bei Jeder Störung im Programmablauf des Mikro-Prozessors. Das Rückstellsignal § ist genügend lang, so dass das einwandfreie Anschwingen der Taktspannung im Mikro-Prozessor und dessen Programmablauf nach dieser Periode ermöglicht wird.Thus, the circuit of FIGS. 1 and 2 allows the generation of a Switch the reset signal w for the connected microprocessor at every one # and disappearance of the supply voltage Vcc below a certain value and at Any disturbance in the program flow of the microprocessor. The reset signal § is long enough so that the clock voltage in the microprocessor starts to oscillate properly and whose program execution is enabled after this period.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

PATENT CLAIMS 1. Circuit for triggering the reset of a Microprocessor, which is reset by charging a capacitor triggering semiconductor element is switched, characterized in that the Charge in the capacitor (3) when the supply voltage (Vcc) is present after reaching of a limit value is changed periodically and thereby the reset signal (R) of a certain duration (T) is generated by the semiconductor element and that after Expiry of the duration (T) the reset signal (R) by one of the charging of the capacitor (3) Counteracting interference voltage is suppressed as long as there is no interference in the supply voltage (Vcc) or the normal program sequence of the microprocessor occurs.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that it an interference signal circuit (1) and an oscillator circuit containing the capacitor (3) (2) includes.

3. Circuit according to claim 2, characterized in that the Interference signal circuit (1) caused by the microprocessor program running normally Reckteckimpulse (UE) generated in this is controlled and that this circuit at their output by differentiating and rectifying these square-wave pulses (UE) emits generated pulses.

4. Circuit according to claim 2, characterized in that the Capacitor (3) in the oscillator circuit (2) part of a comparator (7) containing circuit of an astable multivibrator and that of the periodic Charging of this capacitor (3) counteracting voltage at the output of the interference signal circuit (1) is removed.

5. Circuit according to claim 4, characterized in that a threshold voltage (U) for the comparator (7) through 5 a voltage divider of two resistors (9, 10) between the cables for the power supply is generated and the connection point between the resistors (9, 10) with a non-inverting (+) input of the comparator (7) is connected.

6. Circuit according to claim 5, characterized in that the Repetition frequency of the oscillations of the oscillator circuit (2) and the duration of the Reset signal (R) by the time constant of the with an inverting (-) input of the comparator (7) connected and unilaterally to the line with the supply voltage (Vcc) connected capacitor (3) and essentially one connected to this Resistance (13) and the threshold voltage (U5) is determined.