DE3516900C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum sicheren Rücksetzen und Starten eines Mikroprozessors gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Verfahren bekannt zum sicheren Rücksetzen und Wiederstarten ei­ nes Mikroprozessors, wobei ein Generator festgehalten, d. h. an der Abgabe von Impulsen gehindert, wird, solange der Mikroprozessor funktionsgerecht arbeitet. Im Störungsfalle gibt der Generator Impulse ab, die auf einen Start- oder Rücksetz-Eingang des Prozessors geleitet werden, und zwar bis zum Wiedereintritt des normalen Betriebsfalls. Dieses Verfahren wird als "watch-dog"-Verfahren bezeichnet, siehe beispielsweise Aufsatz "watch-dog- Schaltungen erkennen Mikroprozessor-Systemstörungen" in Elektronik 1980, Heft 4, S. 92 ff und DE-OS 33 08 609.

Der vorliegenden Erfindung lag die folgende Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die beim Einschalten der Versorgungsspannung den Programmstart solange verzögert, bis mit Si­ cherheit die volle Versorgungsspannung am Mikroprozessor anliegt, welche bei Störungen den Mikroprozessor wiederholt zurücksetzt und startet, bis der störungsfreie Betrieb wieder erreicht ist und welche während des Betriebes ein von Hand ausgelöstes Rücksetzen und Starten des Mikroprozessors er­ laubt. Diese Schaltungsanordnung soll dabei einen geringen Aufwand aufwei­ sen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift DE 33 08 609 ist zwar auch eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Rücksetz-Impulsen für Mikroprozesso­ ren bekanntgeworden. Diese Anordnung ist aber relativ aufwendig, indem sie einen Differenzoperationsverstärker benötigt, und sie weist weiterhin nicht die Möglichkeit auf einer manuellen Rücksetzung bzw. eines manuellen Startes.

Die Erfindung weist die Vorteile auf, daß sie mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine automatische, aber auch manuelle Rücksetzung bzw. Einschal­ tung eines Mikroprozessors erlaubt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich der Mikroprozessor mit Sicherheit auch dann starten läßt, wenn Störun­ gen in der Rücksetz-Elektronik vorhanden sein sollten. Die Fehler können dabei auf der Eingangsseite der Rücksetz-Elektronik liegen, aber auch beim Taktgenerator, oder aber auch bei der Handtaste S, welche beispielsweise klemmen möge. Dieser sichere Start wird durch die kapazitiven Kopplungen der Rücksetz-Elektronik und der Handtaste mit dem Rücksetz-Eingang des Prozessors erreicht, als Voraussetzung dafür gilt natürlich, daß durch einen Ladewiderstand der Rücksetzeingang des Prozessors das Potential Binär 1 angestrebt wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung. In

Fig. 2 sind Impulsfahrpläne für die mit (a), (b), (c) und (d) gekenn­ zeichneten Schaltungspunkte der Anordnung nach Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 1 ist in der Mitte ein Rechteck-Impulsgenerator zu erkennen, wel­ cher aus der Kaskadierung eines NAND-Gliedes und eines Inverters besteht, wobei der Inverter über ein serielles RC-Glied C 3, R 4 auf seinen Eingang rückgekoppelt ist und wobei der Verbindungspunkt dieses RC-Gliedes über ein Widerstand R 3 auf den einen Eingang des NAND-Gliedes rückgekoppelt ist, so daß der Ausgangspunkt dieses NAND-Gliedes gleichstrommäßig über die Serienschaltung der beiden Widerstände R 4, R 3 rückgekoppelt ist, und wobei der andere Eingang (b) dieses NAND-Gliedes der Steuereingang des Taktgenerators ist. Der Ausgang (c) dieses Taktgenerators ist über ein se­ rielles RC-Glied C 4, R 5 auf den Rücksetz-Eingang RES des Mikropro­ zessors CPU geführt.

Der Eingang (a) der Rücksetz-Elektronik, auf den im normalen Betriebsfall eine zyklische Rechtecksignalfolge von einem Taktausgang des Mikroprozes­ sors gegeben wird, ist über ein serielles RC-Glied R 1, C 1 und eine eben­ falls in Serie dazu liegende Gleichrichterstrecke D 1 mit dem Steuereingang (b) des Rechteckgenerators verbunden. Der Steuereingang (b) ist außerdem mit einem Kondensator C 2 nach Masse (-) und über einen Ladewiderstand R 2 mit dem Pluspol (+) der Betriebsspannungsquelle verbunden. Der Gleich­ richter D 1 ist dabei so gepolt, daß der Kondensator C 2 sich über diese Gleichrichterstrecke und das RC-Glied R 1, C 1 entladen kann, wenn am Ein­ gang (a) Massepotential anliegt. Damit der Verbindungspunkt zwischen RC-Glied R 1, C 1 und der Diode D 1 potentialmäßig nicht hochläuft, d. h. ein über das Pluspotential der Betriebsspannungsquelle hinausgehendes Potential annimmt, wird dieser Punkt über eine Klemmdiode D 2 zum Pluspol der Spannungsquelle geklemmt. Der Rücksetz-Eingang RES des Mikroprozes­ sors ist über eine Serienschaltung zweier Kondensatoren C 5, C 6 mit Masse­ potential (-) verbunden. Diese Serienschaltung der beiden Kondensatoren C 5, C 6 wird über einen Ladewiderstand R 7 vom Pluspol der Spannungsquelle her aufgeladen. Als Schutzwiderstand dient der seriell vor dem Rücksetz-Eingang RES eingefügte Widerstand R 6. Der direkt an Massepotential liegende Kon­ densator C 6 ist über eine parallel geschaltete manuell betätigbare Taste S kurzschließbar, wobei zur Vermeidung eines hohen Kurzschlußstromes ein Schutzwiderstand R 8 in Serie geschaltet ist. Dieser Kondensator C 6 ist auf­ ladbar auf Pluspotential über einen weiteren Ladewiderstand R 9. Zum Schutze des Rücksetz-Einganges RES des Mikroprozessors ist eine weitere Klemmdiode zum Pluspol (+) der Versorgungsspannung geschaltet.

Wenn am Kontrollimpulseingang (a) eine vom Mikroprozessor gelieferte Im­ pulsfolge anliegt, dann bedeutet dies, daß der Mikroprozessor ohne Störung arbeitet. Am Eingang (b) des Rechteckimpulsgenerators liegt eine logische 0. Dadurch wird der Rechteckimpulsgenerator festgehalten, d. h. er gibt kei­ ne Impulse ab, so daß am Reset-Eingang des Mikroprozessors eine logische 1 steht.

Tritt nun eine Störung auf, dann entfällt die Kontrollimpulsfolge und am Eingang (a) liegt dann entweder eine logische 0 oder 1. In beiden Fällen wird der Eingang (b) des NAND-Gatters auf eine logische 1 gehalten, so daß der Rechteckimpulsgenerator anspringt und eine Impulsfolge abgibt. Diese Impulsflanken werden im RC-Glied C 4, R 5 verzögert, so daß sich die logische 1 verzögert am Reset-Eingang des Mikroprozessors einstellt. Der Rechteckimpulsgenerator gibt so lange eine Impulsfolge ab, bis der Mikro­ prozessors wieder störungsfrei arbeitet und die Kontrollimpulsfolge abgibt, die den Rechteckimpulsgenerator wieder mit Hilfe der logischen 0 am Ein­ gang (b) des NAND-Gatters festhält.

Beim manuellen Starten bzw. Rücksetzen mit Hilfe der Taste S bewirkt der Kondensator C 5 eine gewünschte Verzögerung.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Impulses zum sicheren Rückset­ zen und Starten eines Mikroprozessors bei einer Unterbrechung, bei einer Störung oder beim Einschalten der Stromversorgung oder bei einer Stö­ rung des Programmablaufes, mit einem Eingang, an dem eine Kontrollim­ pulsfolge des Mikroprozessors anliegt, mit einem eingangsseitigen seriel­ len RC-Glied (R 1, C 1), einer seriell dazu geschalteten Gleichrichter­ strecke (D 1), über welche ein gegen Masse (-) geschalteter Kondensator (C 2) entladbar ist, mit einer Klemmdiode (D 2) zwischen dem Verbin­ dungspunkt von seriellem RC-Glied (R 1, C 1) mit Gleichrichterstrecke (D 1) und einem Pol der Gleichspannung, mit einem Ladewiderstand (R 2) für genannten Kondensator (C 2), dadurch gekennzeichnet,
daß der poten­ tialmäßig freie Pol (b) des Ladekondensators (C 2) auf den Steuereingang eines Taktgenerators geschaltet ist,
daß der Ausgang (c) des Taktgenerators über ein weiteres serielles RC- Glied (C 4, R 5) auf den Rücksetzeingang (RES, (d)) des Mikroprozessors (CPU) geschaltet ist,
daß zwei weitere Kondensatoren (C 6, C 5) in Serie geschaltet den Reset-Eingang (RES) des Mikroprozessors (CPU) mit Masse (-) verbinden,
daß ein Ladewiderstand (R 7) vorgesehen ist, durch den die Serienschal­ tung der beiden weiteren Kondensatoren (C 5, C 6) vom Pulspol (+) der Spannungsquelle her aufladbar ist,
daß eine manuell betätigbare Rücksetztaste (S) parallel zum einen weite­ ren Kondensator (C 6), dessen einer Pol mit Masse (-) verbunden ist, ge­ schaltet ist, so daß bei Kurzschließen der Taste (S) dieser weitere Kon­ densator (C 6) entladbar ist, und
daß ein weiterer Ladewiderstand (R 9) vorgesehen ist, durch welchen die­ ser letztgenannte weitere Kondensator (C 6) vom Pluspol (+) der Span­ nungsquelle her wieder aufladbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzwiderstand (R 8) in Serie zwischen Rücksetztaste (S) und dem po­ tentialmäßig nicht festgesetzten Pol des letztgenannten weiteren Kon­ densators (C 6) geschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schutzwiderstand (R 6) zwischen Verbin­ dungspunkt des Ladewiderstandes (R 7) für die Serienschaltung der weite­ ren Kondensatoren (C 5, C 6) und dem Rücksetzeingang (RES) des Mikro­ prozessors (CPU) geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Klemmdiode (D 3) zwischen dem Rück­ setzeingang (RES) des Mikroprozessors (CPU) und dem Pluspol (+) der Spannungsquelle geschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator aus der Hintereinanderschaltung eines NAND-Gatters und eines Inverters besteht, wobei der Ausgang (c) des Inverters über ein serielles RC-Glied (C 3, R 4) mit seinem Eingang verbuden ist, wobei der Verbindungspunkt dieses seriellen RC-Gliedes (C 3, R 4) über einen Widerstand (R 3) mit dem einen Eingang des NAND-Gatters verbunden ist und wobei der Steuereingang (b) der andere Eingang dieses NAND-Gatters ist.