DE3308609A1

DE3308609A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von ruecksetzimpulsen fuer mikroprozessoren

Info

Publication number: DE3308609A1
Application number: DE19833308609
Authority: DE
Inventors: Michael 7530 Pforzheim Kirschner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1984-09-13
Also published as: FR2542469A1; FR2542469B1

Description

R. § Q ^f ^J *ί
15.2.1983 Fd/Le

.3.

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Schaltungsanordnung zur Erzeugng von Rücksetzimpulsen für Mikroprozessoren

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus τοπ einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 30 35 sind bereits Reset schaltungen für Microcomputer bekannt. Bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen werden Impulse abgegeben, wenn durch Spannungseinbrüche der Rechner in einem Undefinierten Zustand gelangt und nicht mehr weiterarbeiten kann oder wenn der Rechner in einen definierten Anfangszustand zu setzen ist. Die dort gezeigten Schaltungsordnungen haben den Nachteil, daß sie entweder nur auf Spannungseinbrüche reagieren können oder aber sehr aufwendig aufgebaut sind, wenn sowohl Spannungseinbrüche als auch fehlende Impulse erkannt werden sollen. Als weiterer Nachteil bekannter Schaltungen ist anzusehen, daß der am Ausgang der Schaltung entstehende Rücksetzimpuls extrem kurz ist und unter Umständen bereits abgeklungen ist, bevor beim Einschalten des Mikrocomputers die Taktimpulse anliegen oder das Rücksetzen vollzogen ist. Dies führt jedoch zu einem fehlerhaften Programmstart.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß einerseits der Bauteileaufwand gering ist und daher die Schaltungsanordnung preisgünstig aufzubauen ist und daß ausreichend lange Rücksetzimpulse abgegeben werden, so daß ein Mikroprozessor sicher zurückgesetzt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Durch die Einfügung eines dritten Kondensators wird erreicht, daß der weitere Kondensator, der von den Ladeimpulsen des Mikrocomputers aufgeladen wird, im wesentlichen immer die gleiche Ladung erhält, unabhängig davon, wie der Ladeimpuls des Mikrocomputers ausfällt. Störungen auf der Leitung oder eventuell vorhandene Änderungen der Impulslänge haben daher keinen Einfluß auf die Menge der Ladungsträger, die auf den weiteren Kondensator aufgebracht werden. Dadurch ist ein besonders sicheres Arbeiten der Schaltung gewährleistet. Günstig ist es auch, eine Diode in Sperrichtung vor dem weiteren Kondensator anzubringen. Dadurch wird eine Entladung des Kondensators einfach und sicher verhindert. Vorteilhaft ist es auch, eine zweite Diode zum schnellen Aufladen des Kondensators vorzusehen.

Dadurch wird erreicht, daß die Schaltungsanordnung vielfältig einsetzbar ist und die Abstände der Ladeimpulse sehr gering sein können und trotzdem ein schnelles Aufladen des dritten Kondensators gegeben ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und Figur 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Um einen sicheren Betrieb von Mikroprozessor-Schaltungen zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, den Mikroprozessor ständig zu überwachen, insbesondere, wenn der Mikroprozessor in Geräten eingesetzt wird, die starken Störimpulsen ausgesetzt sind oder in einem großen Temperaturbereich einwandfrei arbeiten müssen. Kritisch ist hierbei insbesondere die Einschaltphase, in der ein sicherer Programmstart gewährleistet sein muß und eine Überwachungsphasej. durch die festgestellt wird, ob vom Mikroprozessor das Programm noch einwandfrei abgearbeitet wird. Um dies festzustellen, ist bei solchen gefährdeten Mikroprozessoren im Programmablauf meist ein Prüfimpuls vorgesehen, der in jedem Zyklus abgegeben wird und für die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung zur Verfügung steht.

Dieser an einem Ausgang des Mikroprozessors anliegende Impuls wird einem Impulseingang 1 der Schaltungsanordnung

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nach Figur 1 zugeführt. Von diesem Impulseingang 1 führt eine Leitung zu einer Reihenschaltung aus einem. Widerstand 2 und einem Kondensator. 3. An dem Kondensator 3 ist in Sperrichtung eine Diode h angeschlossen, die an die Masseleitung geführt ist. Weiterhin führt eine Durchlaßrichtung geschaltete Diode 8 zum invertierenden Eingang l8 eines Operationsverstärkers 16. An den Eingang 18 des Operationsverstärkers 16 ist des weiteren ein Kondensator 9 angeschlossen, der zur Masseleitung geführt ist. Des weiteren führt ein Widerstand 12 von diesem Eingang des Operationsverstärkers 16 zu seinem Ausgang. Die Versorgungsspannung der Schaltung ist an die Leitung 15 angeschlossen. Ausgehend von der Leitung 15 führt die Parallelschaltung eines Widerstandes 6 und eines Kondensators T zu einem Widerstand 5 der seinerseits mit der Masseleitung verbunden ist. An dem Verknüpfungspunkt der Widerstände 5 und 6 führt ein Widerstand 10 zum nicht invertierenden Eingang 17 des Operationsverstärkers 16. Ein Widerstand ist zwischen dem nichtinvertierenden Eingang 17 und dem Ausgang des Operationsverstärkers 16 geschaltet. Des weiteren führt ein Pull up-Widerstand 13 vom Ausgang des Operationsverstärkers 16 zur Versorgungsspannungsleitung 15· Der Ausgang "\k der Schaltungsanordnung ist mit dem Reset-Eingang eines Mikroprozessors verbunden.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung ist anhand der Diagramme nach Figur 2 näher erläutert. In Figur 2a ist die Versorgungsspannung an der Versorgungsspannungsleitung 15 dargestellt, mittels der auch der Mikroprozessor mit einer Spannung versorgt wird. Figur 2b zeigt das Signal am nichtinvertierenden Eingang 1", Figur 2c das Signal am invertierenden Eingang 18 des Operationsverstärkers 16. In Figur· 2d sind die Impulse am Ausgang 1 h und. i_n?igur 2e die Eingangsimpulse am Eingang 1 dargestellt.

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Am nichtinvertierenden Eingang IT des Operationsverstärkers 16 liegt im normalen Betrieb eine Spannung an, die in wesentlichen durch den Spannungsteiler mit den Widerständen 5 und 6 bestimmt ist. Im Moment des Einschaltens der Versorgungsspannung nach Figur 2a sind die Kondensatoren T und 9 entladen. Während des Aufladezustands des Kondensators 7 ist diese Spannung daher weiter erhöht. Da der Kondensator 9 entladen ist, liegt am invertierenden Eingang 18 keine Spannung an. Dies bedeutet, daß am Ausgang 14 ein logisches 1-Signal anliegt, wie dies in Figur 2d links dargestellt ist. Der Kondensator T wird nunmehr über den Widerstand 5) und der Kondensator 9 über den Widerstand 12 aufgeladen, wie dies in den Figuren 2b und 2c dargestellt ist. Dies hat zur Folge, daß die Spannung am nicht invertierenden Eingang des als Komparator geschalteten Operationsverstärkers sinkt und die Spannung am invertierenden Eingang 18 ansteigt. Sind beide Spannungen gleich₃ so nimmt der Ausgang des Komparators Massepotential an. Der Reset-Impuls ist beendet. Durch die Mitkopplung über den Widerstand und den.Widerstand 11 wird ein Schwingen am Ausgang des Operationsverstärkers verhindert. Durch die Anordnung des Kondensators 7 parallel zum Widerstand 6 wird erreicht, daß durch den Ladezustand des Kondensators 7 die Referenzspannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 16 anfangs überhöht wird und dadurch der Rücksetzimpuls langer ist. Durch geeignete Wahl wird dadurch sicher gestellt, daß der Rücksetzimpuls so lang ist, daß ein sicheres Rücksetzen des Mikroprozessors möglich ist, da insbesondere in der Einschalt zeit der Taktoszillator des Mikroprozessors anschwingen muß. Ein zu schnelles Abschalten des Rücksetzimpulses würde bewirken, daß es unter Umständen zu einem fehlerhaften Programmstart kommt.

Während der Überwaehungsphase werden vom Mikroprozessor in jedem Programmzyklus Impulse nach Figur 2e abgegeben, die dem Impulseingang 1 zugeführt sind. Der Ausgang leider Schaltungsanordnung liegt in dieser Zeit auf Massepotential. Dadurch wird der Kondensator 9 über den Widerstand 12 entladen. Sobald die Spannung am invertierenden Eingang des !Comparators unter die Schwellspannung am nichtinvertierenden Eingang absinkt, gibt der Ausgang 1k der Schaltungsanordnung ein logisches Signal ab und generiert einen weiteren Rücksetzimpuls, wie dies in Figur 2d dargestellt ist. Um dies zu verhindern, muß der Mikroprozessor ständig eine Serie von Aufladeimpulse bereitstellen, um den Ladungsverlust am Kondensator 9 auszugleichen. Springt der Ladeimpuls am Ausgang 1 auf ein logisches 1-Signal, so fließt ein Teil der im Kondensator 3 gespeicherten Ladung auf den Kondensator 9 ab. Der Kondensator wird nac'h Figur 2c aufgeladen. Bei dem Rücksprung des Ladeimpulses auf ein logisches O-Signal sorgt die Diode 8 dafür, daß diese Ladung auf dem Kondensator 9 verbleibt, und die Diode k dafür, daß die vom Kondensator 3 abgeflossene Ladung ersetzt wird.

Manche Mikrocomputer besitzen die Eigenschaft, ihre Ausgänge auf ein logisches 1-Potential zu legen, solange ein Rücksetzimpuls erzeugt wird. Dies könnte zu einer schlagartigen Aufladung des Kondensators 9 und damit zu einer nicht ausreichenden Reset-Impulsdauer führen. Die Umladegeschwindigkeit wird deshalb mittels des Widerstandes 2 begrenzt, so daß eine minimale Impulsdauer sichergestellt ist. Der Widerstand 13 ist ein Pull up-Widerstand für Komparatoren mit Open Kollektor-Ausgang. Er kann bei Komparatoren mit Gegentaktendstufe entfallen.

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Die gezeigte Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß sie mit sehr wenigen passiven und nur einem aktiven Bauelement auskommt. Sie ist daher besonders einfach aufbaubar und auch als integrierte Schaltung herstellbar.

- Leerseite -

Claims

15.2.1983 Fd/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

(Iy Sena'l't-üHgsanordnung zur Erzeugung eines Impulses zum Rücksetzen eines Mikroprozessors bei einer Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung oder einer Störung des Programmablaufes mit einem Verstärker, bei dem einem Eingang "vorzugsweise über Widerstände eine feste Spannung und über ein Rückkopplungsnetzwerk das Ausgangssignal des Verstärkers zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß von dem einen Eingang (17) des Verstärkers (16) ein Kondensator (7) zu einer Versorgungsspannungsleitung (15) geführt ist, daß von dem weiteren Eingang des Verstärkers (16) ein weiterer Kondensator (9) zu einer Versorgungsspannungsleitung (Masseleitung) geschaltet ist und daß der weitere Kondensator (9) über ein Rückkopplungsnetzwerk (12) von einem Ausgangssignal des Verstärkers (16) und/oder durch externe Impulse an einem Eingang (1) aufladbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kondensator (3) vorgesehen ist, der mit dem weiteren Kondensator (9) in Wirkverbindung steht und der b<-i einem Impuls am Eingang (1) der Schaltung seine Ladung zumindest teilweise an· den weiteren Kondensator (9) abgibt.

V * M * tt *

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eingang (1) eine Diode (8) in Sperrichtung geschaltet ist, um eine Entladung des weiteren Kondensators (9) zu verhindern.

k. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Dio.de (k) zum. schnellen Aufladen des dritten Kondensators (3) vorgesehen ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Impulseingang (1) und dem dritten Kondensator (3) ein Widerstand (2) geschaltet ist.