Mcu芯片电源电压检测电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种MCU芯片电压检测电路，MCU具有第一I/O端口、第二I/O端口、定时器、连接电源电压的电压输入端和接地端；第一I/O端口为输出端口，该第一I/O端口的输出电压由MCU控制；第二I/O端口为输入端口；其中：电压检测电路包括一电容、一电阻和一钳位模块；钳位模块的一端连接第一I/O端口，另一端连接电容的一端、电阻的一端以及第二I/O端口；电阻的另一端连接电容的另一端然后接地；电容经由钳位模块充电，当Vc=VDD-VD时，停止充电；其中，Vc为电容充电电压，VDD为电源电压，VD为钳位模块的钳位电压；所述电容经由电阻放电。本发明既能检测MCU芯片电源电压，有效降低整体电路的成本，还可以简化外围电路的设计。
【专利说明】MCU芯片电源电压检测电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及MCU (微控制单元)领域，特别是涉及一种MCU芯片电源电压检测电路。
【背景技术】
[0002] 目前的电子产品一般都是由1颗或1颗以上的MCU组成的系统。MCU的电源电压 是由电池直接供电或者电池分压后供电的；通过电池分压供电时，MCU的电源电压跟随电 池电压的变化而变化，因此通过检测MCU的电源电压VDD能得知当前的电池电压。当电池 电压下降到某一值时，会对系统的某些性能产生影响。因此需要对电池电压或者与电池电 压有跟随关系的电压进行检测，当检测电压下降到某一阈值时，自动禁止系统的部分功能 并提醒更换电池。
[0003] MCU的输入电压检测通常需要利用MCU内置的A/D转换器或者低压检测模块，就可 以方便实现电压检测功能，内置A/D转换器或者低压检测模块虽然检测结果较为精确，但 是会同时导致MCU的成本增加。在一些低成本的MCU中，并未内置A/D转换器或者低压检 测模块，其可以简单的通过外部扩展A/D转换器来实现电压检测功能，但是此种情况下成 本并未降低。由上述分析可知，对于一些电压检测精度要求不高，而成本控制要求相对较高 的场合，通过内置或者外部扩展A/D转换器的方式都无法满足成本方面的要求。因此有必 要开发一种成本更低，同时还能完成MCU的输入电压检测功能的检测电路。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种MCU芯片电压检测电路，在降低成本的同时 还能完成MCU电压检测功能。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的MCU芯片电压检测电路，所述MCU具有第一 1/0(输 入/输出)端口、第二I/O端口、定时器、连接电源电压的电压输入端和接地端；所述第一 I/O 端口为输出端口，该第一 I/O端口的输出电压由MCU控制；所述第二I/O端口为输入端口；
[0006] 其中：所述电压检测电路包括一电容、一电阻和一钳位模块；
[0007] 所述钳位模块的一端连接第一 I/O端口，另一端连接所述电容的一端、电阻的一 端以及第二I/O端口；
[0008] 所述电阻的另一端连接电容的另一端然后接地；
[0009] 所述电容经由钳位模块充电，当Vc=VDD-VD时，停止充电；其中，Vc为电容充电电 压，VDD为电源电压，VD为钳位模块的钳位电压。
[0010] 采用本发明提供的电压检测电路，通过测量电容的放电时间，再通过电容的放电 时间与MCU电源电压之间关系来计算MCU电源电压的大小。采用更普通、更廉价的电容、电 阻和二极管代替了现有技术中使用的A/D转换器或者低压检测模块，实现了检测电压的功 能，有效的降低了整体电路的成本，而且还可以简化外围电路的设计。
【专利附图】
【附图说明】 toon] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0012] 图1是所述MCU芯片电压检测电路原理图；
[0013] 图2是所述MCU芯片电压检测电路工作流程图。
【具体实施方式】
[0014] 参见图1所示，所述MCU芯片电压检测电路，包括一电容C1、一电阻R1和一钳位模 块。所述MCU具有第一 I/O端口 1/01、第二I/O端口 1/02、定时器、连接电源电压VDD的电 压输入端和接地端。所述钳位模块的一端连接第一 I/O端口 1/01，另一端连接所述电容C1 的一端、电阻R1的一端以及第二I/O端口 1/02,所述电阻R1的另一端连接电容C1的另一 端，然后接地GND。所述电容C1经由钳位模块充电，电容C1充电电压Vc达到电源电压VDD 减去钳位模块的钳位电压VD时，停止充电。
[0015] 在本实施例中所述钳位模块为一个二极管D1或者多个串联的二极管；所述钳位 模块的钳位电压VD为二极管的正向压降。
[0016] 设置所述第一 I/O端口 1/01为输出端口，该第一 I/O端口 1/01的输出电压由MCU 控制。设置所述第二I/O端口 1/02为输入端口，该第二I/O端口 1/02的输入低电平门限电 压为VL ;设C为所述电容C1的容值，R为所述电阻的阻值，T为电容C1的电压Vc从VDD-VD 放电到第二I/O端口 1/02的输入低电平门限电压VL的放电时间；则有如下关系式(其中 " "表示乘号）：
[0017]
【权利要求】
1. 一种微控制单元MCU芯片电压检测电路，所述微控制单元MCU具有第一 I/O端口、 第二I/O端口、定时器、连接电源电压的电压输入端和接地端；所述第一 I/O端口为输出端 口，该第一 I/O端口的输出电压由MCU控制；所述第二I/O端口为输入端口； 其特征在于：所述电压检测电路包括一电容、一电阻和一钳位模块；所述钳位模块的 一端连接第一 I/O端口，另一端连接所述电容的一端、电阻的一端以及第二I/O端口； 所述电阻的另一端连接电容的另一端然后接地； 所述电容经由钳位模块充电，当Vc=VDD-VD时，停止充电；其中，Vc为电容充电电压， VDD为电源电压，VD为钳位模块的钳位电压； 所述电容经由所述电阻放电。
2. 如权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于：所述电容的电压Vc从VDD-VD放 电到第二I/O端口的输入低电平门限电压VL的放电时间T与电源电压VDD有如下关系式，
其中，C为所述电容的容值，R为所述电阻的阻值，" "表示乘号；根据放电时间T计算 得到电源电压VDD。
3. 如权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于：所述放电时间T按如下方式计算 得到； 初始状态时，所述第一 I/O端口输出为低电平，所述电容电压的初始值为零；将所述第 一 I/O端口输出设置为输出高电平，所述电容开始充电，当电容由零电压充电至Vc=VDD-VD 时，电容充电结束；初始化所述定时器，将所述第一 I/O端口输出设置为输出低电平，所述 电容开始放电，电容电压从Vc=VDD-VD降为零电压；在所述电容电压Vc从VDD-VD变为零的 过程中，当第二I/O端口的电压小于第二I/O端口的输入低电平门限电压VL时，所述第一 I/O端口的输出变为低电平； 所述定时器从所述第一 I/O端口输出由高电平变为低电平时开始计时，到所述第二1/ 〇端口变为低电平时结束计时；在该期间内，所述定时器计时即为所述检测电路的电容放 电时间T。
4. 如权利要求1-3任一所述的电压检测电路，其特征在于：所述钳位模块为一个二极 管或者多个串联的二极管。
5. 如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于：所述钳位模块的钳位电压VD为二 极管的正向压降。
【文档编号】G01R19/00GK104215812SQ201310221879
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】葛佳乐 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司