DE3300222A1

DE3300222A1 - System und einrichtung zur rueckstellung eines einen mikro-prozessor enthaltenden schaltkreises

Info

Publication number: DE3300222A1
Application number: DE19833300222
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6003 Luzern Hofer
Original assignee: Landis and Gyr AG; LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG; Landis and Gyr AG
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1983-01-05
Publication date: 1984-05-30
Also published as: DE3300222C2

Description

System und Einrichtung zur Rückstellung eines einen Mikro-Prozessor enthaltenden Schaltkreises

Die Erfindung betrifft ein System und eine Einrichtung zur ■ Rückstellung eines einen Mikro-Prozessor enthaltenden Schaltkreises nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 3.

Bekanntlich müssen Mikro-Prozessoren vor der Inbetriebnahme und bei jedem Ausfall der Versorgungsspannung zurückgesetzt werden, um deren Zentraleinheit in einen definierten Ausgangszustand zu versetzen. Dies ist bei autonom arbeitenden und schwer zugänglichen Geräten sowie bei solchen, bei denen ein Eingriff nur unter einer Entfernung und nachträglichen Anbringung einer Plombierung möglich ist, von besonderer Bedeutung.

Zu diesem Zwecke besitzen mit Mikro-Prozessoren versehene Geräte, wie Mikro-Computer, einen Rückstelleingang, bei welchem der Rückstellvorgang durch ein Eingangssignal mit geeignetem Pegel eingeleitet werden kann.

Es ist aus der DE-AS 29 36 683 bereits eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei welcher die Versorgungsspannung für einen Mikro-Prozessor mittels eines Widerstands abgegriffen und auf einen Kondensator übertragen wird. Beim Einschalten der Versorgungsspannung spricht ein Transistor an und schaltet einen zweiten Transistor verzögert durch, welcher seinerseits das Rückstellsignal erzeugt. Beim Absinken der Versorgungsspannung unter einen einstellbaren Pegel wird ebenfalls eine Rückstellung, jedoch ohne Verzögerung durchgeführt.

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 unmittelbar erfolgt und dadurch wichtige Funktionen unterbrochen oder sogar verunmöglicht werden.

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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. Dazu ist jedoch ein relativ hoher Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückstellsystem und die dazu erforderliche Einrichtung der anfangs erwähnten Art für einen Mikro-Computer zu schaffen, bei welcher bereits das Absinken oder Ausfallen der Versorgungsspannung eine verzögerte Auslösung des die Rückstellung bewirkenden Signals erzeugt. Dadurch sollen die erforderlichen Rechenoperationen zu Ende geführt und deren wichtige Resultate in einen nichtflüchtigen Speicher überstellt und dadurch gerettet werden.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 3 definiert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den restlichen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschema für eine Schaltung zur Rückstellung eines Mikro-Computers;

Fig. 2 ein ausführliches Detail für die Schaltung nach Fig. 1 und

Fig. 3 Spannungs/Zei t-Diagramme.

Die Schaltung 1 nach der Fig. 1 besteht aus einem von der Netzspannung Un gespeisten stabilisierten Gleichspannungsteil 2, einer Ueberwachungsschaltung 3 für diesen, einem Impulsformer 4 und einer Rückstellschaltung 5. Der Gleichspannungsteil 2 ist in einseitiger Verbindung mit dem Impulsformer 4 und der Rückstellschaltung 5 und in zweiseitiger Verbindung mit der Spannungsüberwachungsschaltung 3, welche ihrerseits zusätzlich mit dem Impulsformer 4 einseitig verbunden ist.

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Der Gleichspannungsteil 2 liefert eine Versorgungsspannung Vcc von beispielsweise 5 V + 5 % für den nichtgezeichneten Mikro-Computer und eine höhere Gleichspannung Vh von mindestens dem doppelten Wert, vorzugsweise 20 V, zur Versorgung von weiteren elektronischen Schaltungen, beispielsweise Relais. Im Impulsformer 4 werden von der Netzspannung Un abgeleitete Impulse Uf mit einer Repeti tionsfrequenz von vorzugsweise hundert Hz erzeugt und ausgegeben. Die Rückstellschaltung 5 gibt Rückstellungssignale Ur an ihren Ausgang ab. Die Ueberwachungsschaltung 3 überwacht die Gleichspannungen und steuert den Gleichspannungsteil 2 und den Impulsformer 4.

Die ausführlichere Schaltung nach der Fig. 2 zeigt den Gleichspannungsteil 2 samt dem Blockschema der Rückstellschaltung 5 und der Ueberwachungsschaltung 3 für die Spannung Vcc für den nichtgezeichneten Mikro-Computer. Der Gleichspannungsteil 2 liefert mittels eines Transformators 6, der mit seiner Primärwicklung 7 von der Netzspannung Un betrieben wird, an seiner Sekundärwicklung 8 eine höhere und an einem Abgriff 9 eine tiefere Wechselspannung. Die am Ende der Wicklung 8 abgenommene Wechselspannung wird mittels einer Diode 10 gleichgerichtet, mittels eines Kondensators 11 gesiebt und steht am Ausgang 12 des Gleichspannungsteils 2 als Spannung Vh vorzugsweise von 20 V zur Verfügung. Die Gleichspannung über dem Kondensator 11 ist mit Uü bezeichnet.

Die Wechselspannung zwischen einem Ende und dem Abgriff 9 der Wicklung 8 wird mittels eines Vollweggleichrichters 13 gleichgerichtet und mittels eines zweiten Kondensators 14 gesiebt. Die

30Spannung über diesem Kondensator 14 ist mit Uc benannt. Sie wird mittels einer zweiten Diode 15 einerseits einer Spannungs-Stabil isierungsschal tung 16 und andererseits dem Kollektor eines Transistors 17, der zwischen den Ausgang 12 mit der Spannung Vh und den Verbindungspunkt 18 zwischen der Diode 15 und

35der Spannungs-Stabilisierungsschaltung 16 geschaltet ist, zugeführt. Die Spannung zwischen diesem Verbindungspunkt 18 und dem Bezugspotential ist mit Ue bezeichnet. Die Spannung Uc wird

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durch die Ueberwachungsschaltung 3 überwacht. Ein Ausgang 19 dieser Ueberwachungsschaltung 3 ist an den Verbindungspunkt eines einseitig an den Ausgang 12 des Gleichspannungsteils 2 gelegten Widerstands 20 und eines einseitig mit der Basis des Transistors 17 verbundenen Widerstandes 21 angeschlossen.

Die Ueberwachungsschaltung 3 enthält einen Komparator mit einem mit dem Ausgang des Gleichrichters 13 verbundenen Eingang und einem an eine Referenzspannung gelegten Eingang. Die Spannungs-Stabilisierungsschaltung 16 enthält einen Längsregler, mit dessen Hilfe die Ausgangsspannung Vcc für die Speisung des Mikro-Computers auf 5 V + 5 % genau geregelt wird, solange die Netzspannung Un vorhanden ist und während einer Ueberbrückungszeit tu.

Der Impulsformer 4 der Fig. 1 kann an den Abgriff 9 oder an das Ende der Wicklung 8 angeschlossen sein. Er kann beispielsweise aus einem Schmitt-Trigger bestehen, dem ein Vollweggleichrichter vorgeschaltet ist und der so eingestellt ist, dass die Ausgangssignale Uf doppelte Netzfrequenz (100 Hz) und ein Impuls/Impulspausenverhältnis von 1 : 1 besitzen.

An den Verbindungspunkt 18 zwischen der Diode 15 und die Spannungs-Stabilisierungsschaltung 16 ist die Rückstellschaltung 5 angeschlossen, welche einen Komparator und einen Ausgang für das Rückstellsignal Ur aufweist.

Die Wirkungsweise der Schaltungen nach Fig. 1 und Fig. 2 wird anhand des Spannungs/Zeitdiagramms der Fig. 3 erklärt.

Bei andauernder normaler Netzspannung Un in der Zone A werden durch den Impulsformer 4 Impulse? der Zeitbasis-Spannung Uf mit der doppelten Netzfrequen? ausgegeben, welche den Mikro-Computer in normalem Betrieb halten. Wenn die Netzspannung Un am Ende der Zone B unter einen vorbestimmten Wert (z.B. 220 V _ 20 %) fällt, wird dies mittels der Ueberwachungsschaltung 3 durch ein 0-Sicjnal am Ausgang 19 angezeigt. Dadurch wird der

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Transistor 17 leitend und überträgt die Spannung Uü an dem nicht an das Bezugspotential gelegten Anschluss des Kondensators 11 zum Verbindungspunkt 18 zwischen der in Leitrichtung mit dem nicht an Bezugspotential gelegten Anschluss des Kondensators 14 verbundenen Diode 15 und der Spannungs-Stabi Usierungsschaltung 16, wodurch die am Ende der Zone A inzwischen etwas abgefallene Spannung Ue wieder auf einen annähernd der Spannung Uü entsprechenden Wert erhöht wird. Diese Spannung Ue sinkt in der Periode C während der Zeit tu auf einen Wert ab, der von der vorzugsweise mit einem Komparator für die Spannung Ue und einer Referenzspannung versehenen Rückstellschaltung 5 erfasst und mit einem O-Signal für die Spannung Ur an ihrem Ausgang beantwortet wird, durch welches der Mikro-Computer zurückgestellt wird.

Da am. Ende der Periode B die Steuerimpulse mit der Zeit-Basisspannung Uf für den Mikro-Computer ausfallen, wird dieser veranlasst, sofort die anstehenden Rechnungen in der Periode C abzuschliessen und deren Resultate in einen nichtflüchtigen Speicher zu überstellen. Somit können diese in der Periode C unverlierbar gerettet werden.

Am Ende der Periode D setzt die Netzspannung Un wieder ein und bewirkt bei einem vorbestimmten Wert die Inbetriebnahme des Impulsformers 4, der von da ab wieder die Taktimpulse der Zeitbasisspannung Uf zum Betrieb des Mikro-Computers abgibt. Da die Rückstellschaltung 5 in diesem Augenblick immer noch eine Rückstellspannung Ur mit O-Signal ausgibt, wird die Rückstellung des Mikro-Computers solange aufrechterhalten, bis die Ueberbrückungsspannung Uü und die Reglereingangspannung Ue und somit auch die Speisespannung Vcc wieder ihren Normalwert am Ende der Periode E erreicht haben.

Die Ueberbrückungszei t tu kann beispielsweise 110 ms betragen, wodurch der Mikro-Computer in jedem Fall in die Lage versetzt ist, alle notwendigen Daten zu retten. Die Ueberbrückungszeit tu kann auf einfache Weise über die Werte der Kapazitäten der beiden Kondensatoren 11 und 14 eingestellt werden.

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Bei andauernder normaler Netzspannung Un wird die Spannungs-Stabi lisierungsschaltung 16 nur mit der am Abgriff 9 des Transformators 8 abgenommenen und gleichgerichteten niederen Gleichspannung Ue betrieben. Dadurch ist ein hoher Wirkungsgrad 5 dieser Schaltung sichergestellt.

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.9.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRUECHE

fly System zur Rückstellung eines einen Mikro-Prozessor enthaltenden Schaltkreises bei Einbrüchen oder beim zeitweiligen Absinken der Netzspannung unter einen vorgegebenen Grenzwert, bei dem nach dem Auftreten dieser Zustände ein an die Versorgungsspannung gelegter Kondensator mittels eines durch eine Spannungsüberwachungs-Schaltung gesteuerten Transistors entladen und das Rückstellsignal verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbruch der Netzspannung (Un) der an eine Versorgungsspannung (Uc) für einen den Mikro-Prozessor umfassenden Mikro-Computer gelegte erste Kondensator (14) durch den Transistor (17) an eine höhere Versorgungsspannung (Uü) eines zweiten Kondensators (11) gelegt und ein Rückstellsignal (Ur = 0) erst nach dem Absinken der einen Regler (16) für die Versorgungsspannung (Vcc) für den Mikro-Computer speisenden Regler-Eingangsspannung (Ue) unter einen vorbestimmten Wert erzeugt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (Uü) am zweiten Kondensator (11) im Normalfall mindestens den doppelten Wert der niedereren Versorgungsspannung (Vcc) für den Mikro-Computer aufweist und im Normalfall ein separates Schaltteil speist.
3. Einrichtung für das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung (1) aus einem geregelten Gleichspannungsteil (2), einer Ueberwachungsschaltung (3) für diesen, einem Impulsformer (4) zur Steuerung des Mikro-Computers und einer Rückstellschaltung (5) besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungsteil (2) einen Transformator (6) mit zwei Ausgangsklemmen für verschieden hohe Wechselspannungen seiner Sekundärwicklung (8), je einen damit verbundenen Gleichrichter (10, 13) und von der gleichgerichteten Spannung ladbaren Kondensator (11, 14) enthält, und der nicht an das Bezugspotential

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gelegte Anschluss des zweiten Kondensators (11) mittels des Transistors (17) an einen Verbindungspunkt (18) einer in Leitrichtung mit dem nicht an Bezugspotential gelegten Anschluss des ersten Kondensators (14) verbundenen Diode (15) mit der Spannungs-Stabilisierungsschaltung (16) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Komparator enthaltende Ueberwachungsschaltung (3) an den ersten Kondensator (14) angeschlossen ist und einen mit der Basis des Transistors (17) leitend verbundenen Steuerausgang besitzt.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Schmitt-Trigger enthaltender Impulsformer (4) zwischen zwei der Anschlüsse der Sekundärwicklung (8) geschaltet-ist und einen Ausgang für Impulse (Uf) mit der doppelten Netzfrequenz zur Steuerung des Mikro-Computers aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Komparator enthaltende Rückstellschaltung (5) an den Verbindungspunkt (18) zwischen der Diode (15) und der Spannungs-Stabi lisierungsschaltung (16) angeschlossen ist und einen Ausgang für das Rückstellsignal (Ur) aufweist.