一种复位电路的制作方法

文档序号:31831431发布日期:2022-10-15 02:25阅读:110来源:国知局
一种复位电路的制作方法

1.本技术涉及微型计算机系统的领域,尤其是涉及一种复位电路。


背景技术:

2.在由单片机构成的微型计算机系统中,在外部环境发生变化时,单片机易受到外部的影响,造成寄存器和内存中存储的数据混乱,使得程序指针错误,最终致使单片机的程序跑飞,单片机的程序被打断陷入死循环,而在程序跑飞后,单片机控制的系统将无法继续正常工作,从而会导致整个系统陷入停滞状态。
3.看门狗作为一种监控系统运行状况的手段,与单片机连接,用于监控单片机的运行情况,在发现单片机程序紊乱后,将向单片机发送复位脉冲,以令单片机进行复位,即,使得单片机的程序由程序存储器的起始位置开始执行。
4.对于微型计算机系统而言,经常存在多个mcu(micro control unit,中文为微控制单元,又称单片机)共同实现一个功能的情况,相对应的每个mcu各自配备有一个看门狗,当有mcu发生异常时,异常mcu对应的看门狗将使异常mcu进行单独复位。
5.但是,在单独对异常mcu进行复位后,其他mcu的时序与异常mcu的时序不同步,整个系统的功能仍旧难以实现,甚至整个微型计算机系统将出现程序错乱的情况。


技术实现要素:

6.为了监控微型计算机系统中的各个mcu芯片的状态,在mcu芯片异常时能够同步复位,本技术提供一种复位电路。
7.本技术提供的一种复位电路,采用如下的技术方案:
8.一种复位电路,用于对至少一个mcu芯片进行复位,每个所述mcu芯片用于正常工作时每隔预设的周期输出喂狗信号,所述电路包括:
9.与每个mcu芯片一一对应连接的mcu判断单元,所述mcu判断单元用于在未接收到喂狗信号时,输出复位信号;
10.信号汇集模块,与各个所述mcu判断单元连接,用于在接收到任意一个复位信号时,生成整板复位信号;
11.复位模块,与所述信号汇集模块以及各个所述mcu芯片连接,用于在接收到整板复位信号后,开始延时,在预设的周期结束时,若仍接收到整板复位信号,则触发各个所述mcu芯片进行复位。
12.通过采用上述技术方案,mcu判断单元判断对应的mcu芯片是否输出喂狗信号,若未输出喂狗信号,则输出复位信号至信号汇集模块,信号汇集模块汇集所有mcu判断单元输出的信号,则接收到任意一个复位信号时,生成整板复位信号至复位模块,复位模块在接收到整板复位信号时,开始进行延时,在延时预设的周期后,若仍接收到整板复位信号,表征存在至少一个mcu芯片超出预设的周期还未执行喂狗操作,即可认为该至少一个 mcu芯片的程序陷入死循环,出现异常状态,此时复位模块将控制所有的mcu芯片同时执行复位操
作,以实现在微型计算机系统中有mcu芯片的程序出现异常时,使所有mcu 芯片同步复位,减小了复位后微型计算机系统的各个mcu芯片的时序不同步,造成系统异常情况的出现几率。
13.在一种可能的实现方式中,所述复位模块包括延时单元以及看门狗单元;
14.所述延时单元与所述信号汇集模块连接,用于接收所述整板复位信号,并在接收到所述整板复位信号后,开始延时,在预设的周期结束时,若仍接收到整板复位信号,则输出整板复位指令;
15.所述看门狗单元与所述延时单元连接,还与各个所述mcu芯片连接,用于接收所述整板复位指令,并在接收到所述整板复位指令时,控制各个所述mcu芯片进行复位。
16.通过采用上述技术方案,延时单元在接收到整板复位信号时开始延时,在预设的周期结束时若仍接收到整板复位信号,则输出整板复位指令至看门狗单元,由看门狗单元控制各个mcu芯片进行同步复位。
17.在一种可能的实现方式中,所述信号汇集模块包括至少一个开关保护单元,每个所述 mcu判断单元对应一个开关保护单元;
18.开关保护单元的一端连接对应的mcu判断单元,用于接收mcu判断单元输出的复位信号,在接收到复位信号时,开关保护单元为导通状态;
19.每个所述开关保护单元的另一端连接于节点a,在有任意一个开关保护单元的状态为导通状态时,从节点a输出整板复位信号。
20.通过采用上述技术方案,每个mcu芯片对应一个mcu判断单元,也对应一个开关保护单元,在mcu判断单元输出复位信号时,表征mcu芯片处于等待喂狗的状态,此时开关保护单元对应为导通状态;在mcu判断单元未输出复位信号时,表征此时mcu芯片处于正在喂狗的状态,此时开关保护单元对应为关断状态;在有任意一个开关保护单元的状态为导通状态时,由节点a输出整板复位信号,以使得在有任意一路mcu芯片发生异常时,均可以由节点a输出整板复位信号至复位模块。
21.在一种可能的实现方式中,每个mcu判断单元包括三极管q和电阻器r;mcu判断单元对应的开关保护单元包括二极管d;mcu芯片包括喂狗输出端i/o,用于输出高电平的喂狗信号;
22.其中,当三极管q为npn型三极管时,三极管q的基极与对应的mcu芯片的喂狗输出端 i/o连接,用于接收喂狗信号,三极管q的发射极接地,三极管q的集电极与电阻器r的一端连接,电阻器r的另一端用于连接电源;对应的开关保护单元中的二极管d的阳极与三极管q的集电极连接;
23.所有开关保护单元对应的二极管d的阴极连接于节点a,之后与复位模块连接。
24.通过采用上述技术方案,在mcu芯片输出高电平的喂狗信号时,三极管q导通,二极管d的阳极接收低电平,处于关断状态,节点a接收不到二极管d阴极的信号;当 mcu芯片未输出喂狗信号时,三极管q的基极接收低电平,三极管q截止,三极管q的集电极输出高电平的复位信号;二极管d的阳极接收高电平,处于导通状态,节点a输出高电平的整板复位信号。
25.在一种可能的实现方式中,所述延时单元包括第一电阻器r1和第一电容器c1;第一电容器c1的一端用于连接电源,第一电容器c1的另一端与第一电阻器r1的一端连接,第
一电阻器r1的另一端接地;第一电阻器r1未接地的一端与信号汇集模块连接,用于接收整板复位信号。
26.通过采用上述技术方案,信号汇集模块输出高电平的整板复位信号,至延时单元,延时单元通过第一电阻器r1与第一电容器c1组成的rc延时电路,开始延时,在预设的周期的延时期间,延时单元输出低电平,在延时结束后若仍接收到高电平的整板复位信号,则输出高电平的整板复位指令;若接收不到高电平的整板复位信号,则输出为低电平;通过设置第一电阻器r1的阻值以及第一电容器c1的容值,设置延时的时长。
27.在一种可能的实现方式中,所述整板复位信号为高电平;所述看门狗单元包括逻辑非门和看门狗芯片,所述看门狗芯片包括复位输入端mr以及复位输出端reset;每个 mcu芯片包括复位端rst;
28.逻辑非门的输入端与第一电阻器r1未接地的一端连接,逻辑非门的输出端与复位输入端mr 连接,用于接收整板复位信号,并将整板复位信号转换为低电平后输出至看门狗芯片;
29.所述看门狗芯片接收到低电平时,在复位输出端reset将输出复位脉冲;每个mcu芯片的复位端rst与复位输出端reset连接,用于接收复位脉冲,在接收到复位脉冲时执行复位操作。
30.通过采用上述技术方案,看门狗芯片的复位输入端为低电平有效,在输出高电平的整板复位指令后,经过逻辑非门将高电平转换为低电平输出至复位输入端复位输入端在接收到低电平时,将由复位输出端reset输出复位脉冲至各个mcu芯片,以使得各个mcu芯片进行复位。
31.在一种可能的实现方式中,所述复位电路还包括上位机判断单元,上位机判断单元连接有上位机,上位机用于输出复位请求指令至所述上位机判断单元;
32.所述上位机判断单元在接收到复位请求指令时输出断电复位信号;
33.所述信号汇集模块还与所述上位机判断单元连接,用于接收断电复位信号,并在接收到断电复位信号时生成整板复位信号至所述复位模块。
34.通过采用上述技术方案,在微型计算机系统的上位机需要断电时,也需要令各个 mcu芯片进行复位操作,此时上位机将输出复位请求指令至上位机判断单元,上位机判断单元输出断电复位信号至信号汇集模块,信号汇集模块在接收到断电复位信号时输出整板复位信号至复位模块,以使得在上位机控制mcu芯片复位时,复位模块能够根据整板复位信号控制各个mcu芯片进行复位,以免mcu芯片发生损坏或mcu芯片功能异常。
35.在一种可能的实现方式中,所述上位机判断单元包括第一三极管q1和第二电阻器 r2;
36.第一三极管q1的基极与所述上位机连接,当所述复位请求指令为低电平,所述第一三极管 q1为npn型三极管时,第一三极管q1的发射极接地,集电极连接第二电阻器r2的一端,第二电阻器r2的另一端用于连接电源;第一三极管q1的集电极与所述信号汇集模块连接,用于在上位机输出复位请求指令时,输出断电复位信号。
37.通过采用上述技术方案,在上位机输出低电平的复位请求指令后,第一三极管q1截止,第一三极管q1的集电极连接电源,输出高电平的断电复位信号至信号汇集模块,以令
信号汇集模块根据得到的高电平的复位信号输出整板复位信号至复位模块,进而触发所有的 mcu芯片进行复位。
38.在一种可能的实现方式中,所述复位电路还包括电压阈值判断单元;
39.所述电压阈值判断单元用于检测电源电压,在电源电压小于预设的电压阈值时,输出电压复位信号;
40.所述信号汇集模块还与所述电压阈值判断单元连接,用于接收电压复位信号,在接收到电压复位信号时,生成整板复位信号至所述复位模块。
41.通过采用上述技术方案,在电源电压小于预设的电压阈值时,电压阈值判断单元输出电压复位信号,信号汇集模块接收到信号汇集模块时,生成整板复位信号至复位模块,以使得在电源电压过小时,复位模块能够及时复位各个mcu芯片,在电源电压大于预设的电压阈值时,使各个mcu芯片继续工作,减小芯片因电源问题而损坏的几率,同时可以令各个mcu芯片的时序一致,实现整个系统的mcu芯片时序同步的效果。
42.在一种可能的实现方式中,所述电压阈值判断单元包括第三电阻器r3、第四电阻器 r4、第五电阻器r5以及第二三极管q2;
43.在第二三极管q2为npn型三极管时,第三电阻器r3的一端用于连接电源,另一端连接第四电阻器r4的一端,第四电阻器r4的另一端接地,第二三极管q2的基极与第四电阻器 r4未接地的一端连接,第二三极管q2的发射极接地,第二三极管q2的集电极连接第五电阻器r5的一端,第五电阻器r5的另一端与所述第三电阻器r3用于连接电源的一端连接,第二三极管q2的集电极与所述信号汇集模块连接。
44.通过采用上述技术方案,利用第二三极管q2处于饱和和截止两个工作状态的条件不同,实现对电源电压与预设的电压阈值之间的判断,其中,电压阈值由第三电阻器r4以及第四电阻器r4的阻值确定,在电源电压大于预设的电压阈值时,第二三极管q2处于饱和区,即第二三极管q2为导通状态,输出低电平;在电源电压小于预设的电压阈值时,第二三极管q2处于截止区,即第二三极管q2处于截止状态,在第二三极管q2的集电极将输出高电平的电压复位信号,至信号汇集模块。
45.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
46.1.通过采用上述技术方案,mcu判断单元判断对应的mcu芯片是否输出喂狗信号,若未输出喂狗信号,则输出复位信号至信号汇集模块,信号汇集模块汇集所有mcu判断单元输出的信号,则接收到任意一个复位信号时,生成整板复位信号至复位模块,复位模块在接收到整板复位信号时,开始进行延时,在预设的周期时长结束后,若仍接收到整板复位信号,表征存在至少一个mcu芯片超出预设的周期时长还未执行喂狗操作,认为该至少一个mcu 芯片的程序陷入死循环,出现异常状态,此时复位模块将控制所有的mcu芯片同时执行复位操作,在微型计算机系统中有mcu芯片的程序出现异常时,使所有mcu芯片同步复位,减小了复位后微型计算机系统的各个mcu芯片的时序不同步,造成系统异常情况的出现几率。
47.2.在微型计算机系统的上位机需要断电时,也需要令各个mcu芯片进行复位操作,此时上位机将输出复位请求指令至上位机判断单元,上位机判断单元输出断电复位信号至信号汇集模块,信号汇集模块在接收到断电复位信号时输出整板复位信号至复位模块,以使得在上位机控制mcu芯片复位时,复位模块能够根据整板复位信号控制各个mcu芯片进行复位,以免mcu芯片发生损坏或mcu芯片功能异常。
48.3.在电源电压小于预设的电压阈值时,电压阈值判断单元输出电压复位信号,信号汇集模块接收到信号汇集模块时,生成整板复位信号至复位模块,以使得在电源电压过小时,复位模块能够及时复位各个mcu芯片,在电源电压大于预设的电压阈值时,使各个mcu 芯片继续工作,减小芯片因电源问题而损坏的几率,同时,可以令各个mcu芯片的时序一致,实现整个系统的mcu芯片时序同步的效果。
附图说明
49.图1是本技术实施例一种复位电路的模块连接图。
50.图2是本技术实施例一种复位电路的单元连接图;
51.图3是本技术实施例一种复位电路的电路连接图。
52.附图标记说明:
53.1、上位机;2、mcu判断单元;3、信号汇集模块;31、开关保护单元;32、上位机开关保护单元;33、电压开关保护单元;4、复位模块;41、延时单元;42、看门狗单元;5、上位机判断单元;6、电压阈值判断单元。
具体实施方式
54.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
55.本技术实施例公开一种复位电路,用于对至少一个mcu芯片进行复位,每个mcu 芯片用于在正常工作时每隔预设的周期输出一个喂狗信号。参照图1,图1所示的模块连接图中包括n+2个mcu芯片,省略了n个mcu芯片,以两个mcu芯片为例示出;其中,当mcu芯片为一个时,对应图1中虚线框部分的模块连接图。复位电路包括:与每个 mcu芯片一一对应连接的mcu判断单元2,mcu判断单元2用于在接收不到喂狗信号时,输出复位信号;信号汇集模块3,与各个mcu判断单元2连接,用于在接收到任意一个复位信号时,生成整板复位信号;复位模块4,与信号汇集模块3连接,还与各个mcu芯片连接,用于在接收到整板复位信号后,开始延时,在预设的周期结束时,若仍接收到整板复位信号,则触发各个mcu芯片执行复位操作。
56.具体地,mcu芯片在正常工作时,每隔预设的周期将输出一个喂狗信号,以定时进行喂狗操作。若mcu芯片超过预设的周期不输出喂狗信号,则表征该mcu芯片发生了程序跑飞、死机等异常,需要将mcu芯片进行复位。
57.在mcu芯片不输出喂狗信号时,mcu芯片的状态可能为处于等待喂狗的正常状态,还可能为应当喂狗而未喂狗的异常状态,mcu判断单元2均将输出复位信号;而在mcu 芯片输出喂狗信号时,不需要对mcu芯片进行复位,此时mcu判断单元2将不输出复位信号。
58.在一种实施方式中,参照图1中的虚线框所包围的部分模块连接图,若微型计算机系统存在一个mcu芯片,则复位电路将存在一个mcu判断单元2,信号汇集模块3也仅接收一个mcu判断单元2输出的复位信号。信号汇集模块3在接收到复位信号时,将输出整板复位信号至复位模块4;复位模块4基于整板复位信号判断当前mcu芯片是否处于应当喂狗而未喂狗的异常状态,其中,延时预设的周期为在接收到整板复位信号后,开始延时,延时的时长等于预设的周期,若在延时预设的周期后仍接收到整板复位信号,则表征当前 mcu芯片喂狗动作未执行,对应为异常状态,将触发mcu芯片执行复位操作。若在预设的周期结束时,mcu芯片输出喂狗信号,即复位模块4在延时预设的周期后未接收到整板复位信号,则表征
当前mcu芯片的喂狗动作正常执行,无需触发mcu芯片执行复位操作。
59.在另一种实施方式中,参照图1,若微型计算机系统存在至少两个mcu芯片,则每个mcu芯片将对应一个mcu判断单元2,每个mcu判断单元2分别与信号汇集模块3连接。同时,在微型计算机系统正常工作时,各个mcu芯片的时序以及周期均保持同步,即同时输出喂狗信号。
60.在微型计算机系统正常工作的过程中,信号汇集模块3将同时接收到各个mcu判断单元2输出的复位信号,并输出整板复位信号至复位模块4,复位模块4开始延时。
61.若在预设的周期结束时,每个mcu芯片均输出喂狗信号,表征所有的mcu芯片的喂狗动作正常执行,各个mcu芯片均处于正常状态,信号汇集模块3将不输出整板复位信号,复位模块4也将接收不到整板复位信号,此时mcu芯片正常工作,不触发mcu芯片的复位操作。
62.若在预设的周期结束时,系统中的一个mcu芯片发生异常,则该异常mcu芯片对应的mcu判断单元2仍输出复位信号,信号汇集模块3将继续输出整板复位信号至复位模块4,复位模块4判断出在预设的周期结束时,仍存在mcu芯片未执行喂狗操作,即判断出系统中有mcu芯片异常,将触发各个mcu芯片同时执行复位操作。
63.若在预设的周期结束时,有多个mcu芯片均未输出喂狗信号,则信号汇集模块3继续输出整板复位信号,复位模块4控制所有的mcu芯片同时执行复位操作。
64.因此,在有任意一个mcu芯片发生异常造成程序跑飞时,对应的复位模块4将控制所有的mcu芯片同时执行复位操作,减小了单独复位故障芯片而使得整个系统发生瘫痪的几率。
65.本技术实施例一种可能的实现方式,参照图2,信号汇集模块3包括至少一个开关保护单元31,每个mcu判断单元2对应一个开关保护单元31,开关保护单元31的一端与对应的mcu判断单元2连接,用于接收复位信号;各个开关保护单元31的另一端共同连接有节点a,节点a与复位模块4连接。
66.其中,每个开关保护单元31用于接收mcu判断单元2输出的复位信号,在接收到复位信号时,开关保护单元31处于导通状态,在接收不到复位信号时,开关保护单元31处于关断状态;导通状态的开关保护单元31将接收到复位信号输出至节点a。在有任意一个开关保护单元31处于导通状态时,将从节点a输出整板复位信号至复位模块4。
67.具体地,参照图3,每个mcu判断单元2包括三极管q、电阻器r;开关保护单元 31包括二极管d;三极管q为npn型三极管;mcu芯片包括喂狗输出端i/o,用于输出喂狗信号;三极管q的基极与mcu芯片的喂狗输出端i/o连接,用于接收喂狗信号,三极管 q的发射极接地,三极管q的集电极与电阻器r的一端连接,电阻器r的另一端用于连接电源;二极管d的阳极与三极管q的集电极连接,二极管d的阴极与复位模块4连接,用于输出整板复位信号。所有开关保护单元31对应的二极管d的阴极连接于节点a,之后与复位模块4连接。
68.mcu芯片的喂狗输出端i/o输出的喂狗信号为高电平,在不输出喂狗信号期间对应输出为低电平;当未执行喂狗操作,即输出为低电平时,三极管q处于关断状态,三极管 q的集电极与发射极之间不导通,二极管d的阳极将接收高电平的复位信号,二极管d导通,即开关保护单元31处于导通状态。
69.当执行喂狗操作,即输出高电平的喂狗信号时,三极管q的基极接收高电平,三极管q导通,三极管q的集电极与发射极之间近似短路,集电极输出为低电平,二极管d的阳极
为低电平,二极管d关断,即开关保护单元31处于关断状态。
70.当所有mcu芯片同时输出喂狗信号时,每个开关保护单元31均处于关断状态,此时信号汇集模块3将输出为低电平;当所有mcu芯片处于等待喂狗的期间,所有mcu芯片对应的开关保护单元31均处于导通状态,高电平的复位信号通过各个二极管输出,在各个二极管的阴极将统一输出为高电平,此时,信号汇集模块3将输出为高电平的整板复位信号。当同一时刻下,部分mcu芯片执行喂狗操作,该部分mcu芯片对应的开关保护单元 31处于关断状态,该部分mcu芯片对应的mcu判断单元2不输出复位信号,与此同时,若另一部分mcu芯片处于等待喂狗期间未输出喂狗信号;则该另一部分mcu芯片对应的开关保护单元31处于导通状态,对应的高电平的复位信号将被输出至各个二极管阴极相连的节点a,在该节点a输出高电平的整板复位信号。
71.另外,开关保护单元31采用二极管d还可以有效防止高电平的整板复位信号倒流至 mcu判断单元2,例如,当复位电路包括两个开关保护单元31时,若其中一个开关保护单元31处于导通状态,另一个开关保护单元31处于截止状态,此时将产生整板复位信号,若发生整板复位信号倒流的现象,则高电平的整板复位信号将逆流经过二极管d,但二极管d 处于截止状态,倒流的高电平将无法流过二极管d,进而实现防止高电平的整板复位信号倒流的效果。本技术实施例一种可能的实现方式中,参照图2,复位模块4包括延时单元41 和看门狗单元42,其中,延时单元41与信号汇集模块3连接,用于响应整板复位信号,并在接收到整板复位信号时,开始延时,经预设的周期后,若仍接收到整板复位信号,则输出整板复位指令;看门狗单元42与延时单元41连接,还与各个mcu芯片连接,用于接收整板复位指令,在接收到整板复位指令时触发每个mcu芯片同时复位。
72.具体地,参照图3,延时单元41包括第一电阻器r1和第一电容器c1,其中,第一电容器c1的一端用于连接电源,第一电容器c1的另一端与第一电阻器r1的一端连接,第一电阻器r1的另一端接地,其中,第一电阻器r1未接地的一端与信号汇集模块3连接,即与节点a连接,用于接收整板复位信号。
73.值得说明的是,“第一”、“第二”等,仅用于区分各个元器件,并不代表对各个元器件的次序或者顺序进行限定。
74.其中,首先以一个mcu芯片为例进行说明,在mcu芯片执行喂狗操作期间,开关保护单元31处于关断状态,第一电阻器r1未接地的一端输出为低电平;在mcu芯片执行完喂狗操作后,开关保护单元31由关断状态切换为导通状态,此时,第一电容器c1开始通过mcu判断单元的电阻器r和二极管d组成的回路放电,导致第一电容器c1两端的电压逐渐降低,进而使得第一电阻器r1未接地一端的电位逐渐抬高,经延时预设的周期后,第一电阻器r1未接地一端的电位被抬高至高电平,若此时mcu芯片输出喂狗信号,则开关保护单元31由导通状态切换为关断状态,电源继续开始向第一电容器c1充电,第一电容器c1两端的电压变大,导致第一电阻器r1未接地一端的电位逐渐减小,继续变为低电平,使得在相邻两次mcu芯片输出喂狗信号期间,第一电阻器r1未接地的一端输出均为低电平;若经延时预设的周期后,第一电阻器r1未接地一端的电位升高至高电平时,mcu 芯片未输出喂狗信号,开关保护单元31仍处于导通状态,此时第一电阻器r1未接地的一端将输出高电平的整板复位信号,以使得看门狗单元42触发mcu芯片执行复位操作。
75.当有多个mcu芯片时,若所有的开关保护单元31均处于关断状态,即所有mcu 芯片
均处于喂狗期间,第一电阻器r1未接地的一端输出为低电平信号,表征为正常状态;当有任意一个mcu芯片未执行喂狗操作时,第一电容器c1具备放电通路,开始放电,使得第一电阻器r1两端的电压逐渐变大,经延时预设的周期后,第一电阻器r1未接地一端的电位被抬高至高电平,若此时仍有mcu芯片未执行喂狗操作,表征有mcu芯片存在异常,此时,第一电阻器r1未接地一端的输出将由低电平切换为高电平的整板复位信号,以触发各个mcu芯片进行复位;若经延时预设的周期后,第一电阻器r1未接地一端的电位被抬高至高电平时,此时所有mcu芯片均执行喂狗操作,则第一电容器c1将开始充电,第一电阻器r1两端的电压逐渐降低,第一电阻器r1未接地一端的电位降低至低电平输出,表征各个mcu芯片处于正常状态,不令各个mcu芯片进行复位。
76.通过设置第一电容器c1的容值和第一电阻器r1的阻值,设置第一电阻器r1未接地一端的电压被抬高至高电平的时长,令该时长作为预设的周期,当有mcu芯片在延时预设的周期结束时还未执行喂狗操作时,表征此时该mcu芯片出现程序异常,延时单元41 输出高电平的整板复位信号,进而使各个mcu芯片同步复位。
77.进一步地,参照图2和图3,看门狗单元42包括逻辑非门和看门狗芯片,看门狗芯片包括复位输入端复位输出端reset、电源端vdd以及接地端gnd;电源端vdd 用于连接电源,接地端gnd接地,用于为看门狗芯片提供电能;复位输入端低电平有效,在复位输入端的输入为低电平时,在复位输出端reset将输出一个复位脉冲。
78.其中,看门狗芯片的型号可以是max706,还可以是adm706,还可以是其他型号的看门狗芯片,在本技术实施例中不做限定。逻辑非门的输入端与第一电阻器r1未接地的一端连接,逻辑非门的输出端与复位输入端连接,用于接收高电平的整板复位信号,并将高电平的整板复位信号转换为低电平输出至看门狗芯片。看门狗芯片接收到低电平时,在复位输出端reset将输出复位脉冲。
79.每个mcu芯片包括复位端rst,每个复位端rst均与复位输出端reset连接,用于接收复位脉冲,在接收到复位脉冲时执行复位操作。
80.值得说明的是,微型计算机系统内的每个mcu芯片的复位端rst可能为低电平有效,也可能为高电平有效,低电平有效指在mcu芯片的rst端接收到低电平的复位脉冲时复位,高电平有效指在mcu芯片的rst端接收到高电平的复位脉冲时复位。若微型计算机系统内的所有mcu芯片的复位逻辑一致,则可参考上述实施例,针对具有相同复位逻辑的各个mcu芯片,使用同一个看门狗芯片,每个mcu芯片均与该看门狗芯片连接,以同时进行复位。
81.若微型计算机系统内的所有mcu芯片的复位逻辑不一致,则针对不同复位逻辑的 mcu芯片,可以选择不同型号的看门狗芯片,并适应性调整看门狗芯片的外围电路,以令看门狗芯片能够正常工作。其中,一种复位逻辑对应一个看门狗芯片,对于同一种复位逻辑的各个mcu芯片,分别与对应的看门狗芯片连接;每个看门狗芯片的复位输入端均与第一电阻器r1未接地的一端连接,以实现不同逻辑的mcu芯片能够同时复位。
82.另一方面,若微型计算机系统内所有mcu芯片的复位逻辑不一致,即系统包括复位逻辑为高电平对应的mcu芯片,还包括复位逻辑为低电平对应的mcu芯片,则在如图3 所示的电路的基础上,还可以在复位逻辑为低电平对应的mcu芯片的复位端rst与看门狗芯片的复位输出端reset之间,增加电平转换电路,将高电平的复位脉冲,转换为低电平的复位脉
冲,以将复位逻辑为低电平对应的mcu芯片进行复位;若有多个低电平复位的 mcu芯片,则在每个mcu芯片与看门狗芯片的复位输出端reset之间各自连接一个电平转换电路,以实现复位。其中,电平转换电路可以是非门,还可以是其他电路,在此处不做赘述。
83.另外,对于均为高电平复位的mcu芯片而言,不同的mcu可能需要不同电压值的复位信号,例如,有的mcu芯片的工作电压是1.2v,则在mcu芯片的复位信号的电压值应当是1.2v,mcu芯片才进行复位;有的mcu芯片的工作电压是3.3v,则在mcu芯片的复位信号的电压值为3.3v时,mcu芯片才复位。对于不同复位电压值的mcu芯片而言,一方面可以在mcu芯片的复位端rst与看门狗芯片的复位输出端reset之间设置一个电压转换电路,通过电压转换电路将看门狗芯片输出的复位信号的电压进行转换,并转换为 mcu芯片对应的复位信号的电压值,以令各个mcu芯片可以同时复位;另一方面还可以针对不同的复位电压值的mcu芯片分别设置一个看门狗芯片,每个看门狗芯片的复位输入端与第一电阻器r1未接地的一端连接,每个看门狗芯片的复位输出端reset与对应的 mcu芯片的复位端rst连接,以使得对应的看门狗芯片进行复位。
84.本技术实施例一种可能的实现方式,为了系统的稳定运行,既需要在mcu芯片程序跑飞时进行整板复位之外,在其他意外情况发生时,也需要进行整板复位。尤其是在上位机 1需要断电或者重启时,在断电或重启时电压会下降,在下降过程中容易导致mcu芯片损毁,因此,在上位机1断电之前需要令各个mcu芯片进行整体复位,之后再断电。为了对上位机1的复位请求进行响应与处理,参照图2,本技术的复位电路还包括上位机判断单元 5。上位机判断单元5连接有上位机1,用于接收上位机1输出的复位请求指令,在接收到复位请求指令时输出断电复位信号;信号汇集模块3还与上位机判断单元5连接,用于接收断电复位信号,并在接收到断电复位信号时生成整板复位信号至复位模块4。
85.对于信号汇集模块3而言,无论接收到mcu判断单元2输出的复位信号,还是接收不到mcu判断单元2输出的复位信号,当信号汇集模块3接收到断电复位信号时,即生成整板复位信号。
86.即,当有mcu芯片处于等待喂狗的状态时,若接收到上位机判断单元5输出的断电复位信号,则信号汇集模块3将输出整板复位信号;当有mcu芯片处于等待喂狗的状态时,若未接收到上位机判断单元5输出的断电复位信号,则信号汇集模块3仍输出整板复位信号;当所有的mcu芯片均输出喂狗信号时,若接收到上位机判断单元5输出的断电复位信号,则信号汇集模块3继续输出整板复位信号;当所有的mcu芯片输出喂狗信号时,若未接收到上位机判断单元5输出的断电复位信号时,此时信号汇集模块3不输出整板复位信号。
87.其中,在所有的mcu芯片正常输出喂狗信号时,若上位机判断单元5输出断电复位信号,则信号汇集模块3在接收到断电复位信号时,将继续生成整板复位信号至复位模块4,复位模块4在延时预设的周期结束时,仍接收到整板复位信号,故而将控制所有mcu芯片继续执行复位操作。
88.具体地,参照图3,上位机判断单元5包括第一三极管q1、第二电阻器r2;上位机开关保护单元32包括第一二极管d1。在上位机1输出的复位请求指令为低电平,第一三极管q1为npn型三极管时,第一三极管q1的基极与上位机1连接,用于接收低电平的复位请求指令,发射极接地,集电极与第二电阻器r2的一端连接,第二电阻器r2的另一端用于连接电源;其中,第二电阻器r2做上拉电阻使用,在上位机输出复位请求指令时,由第一三极管q1的集电
极输出断电复位信号。
89.上位机1在正常工作时,输出为高电平,此时第一三极管q1的基极连接高电平,第一三极管q1导通,集电极与发射极之间近似短路,集电极的电位为低电平。
90.在上位机1在请求复位时,输出的复位请求指令为低电平。第一三极管q1的基极连接低电平,第一三极管q1处于截止状态,集电极与发射极之间为断路,集电极的电位为高电平,并将高电平的断电复位信号输出至信号汇集模块3。
91.进一步地,参照图2,信号汇集模块3还包括上位机开关保护单元32,上位机开关保护单元32一端与上位机判断单元5连接,另一端连接节点a,用于响应断电复位信号,切换为导通状态;用于在接收不到断电复位信号时,切换为关断状态。
92.具体地,参照图3,第一二极管d1的阳极与第一三极管q1的集电极连接,第一二极管d1的阴极与节点a连接。当上位机1输出为高电平时,第一三极管q1的集电极输出为低电平,第一二极管d1处于关断状态,节点a接收不到断电复位信号,此时信号汇集模块3的输出由mcu判断单元2的输出决定,若此时mcu判断单元2输出复位信号,则节点a对应输出整板复位信号,若此时mcu判断单元2均未输出复位信号,则节点a对应不输出整板复位信号。
93.在上位机1输出为低电平时,第一三极管q1的集电极输出为高电平的断电复位信号,故而第一二极管d1处于导通状态,节点a接收到高电平的断电复位信号,输出整板复位信号。此时无论mcu芯片出于何种状态,信号汇集模块3输出均为整板复位信号。
94.本技术实施例一种可能的实现方式,当mcu芯片的供电电压低于正常工作所需的最低电压时,一方面会导致mcu芯片的功能异常,另一方面甚至会导致mcu芯片损毁;因此,为了在电压过低时及时将所有mcu芯片进行复位,在电压恢复正常时再重新工作,参照图2和图3,本技术的复位电路还包括电压阈值判断单元6,电压阈值判断单元6用于检测电源电压,在电源电压小于预设的电压阈值时,输出电压复位信号;信号汇集模块3还与电压阈值判断单元6连接,用于接收电压复位信号,在接收到电压复位信号时,生成整板复位信号至复位模块4。
95.其中,在电源电压小于预设的电压阈值时,无论上位机1是否输出请求复位指令,以及,各个mcu芯片是否处于喂狗状态,信号汇集模块3根据接收到的电压复位信号输出整板复位信号至复位模块4。
96.例如:在电源电压小于预设的电压阈值时,若上位机1未输出请求复位指令,所有 mcu芯片也均处于喂狗状态,此时信号汇集模块3仅接收到电压复位信号,输出整板复位信号至复位模块4,复位模块4接收到整板复位信号,控制各个mcu芯片进行复位。
97.具体地,参照图3,电压阈值判断单元6包括第三电阻器r3、第四电阻器r4、第五电阻器r5以及第二三极管q2;其中,第二三极管q2为npn型三极管,第三电阻器r3的一端用于连接电源,另一端连接第四电阻器r4的一端,第四电阻器r4的另一端接地,第二三极管q2的基极与第四电阻器r4未接地的一端连接,第二三极管q2的发射极接地,第二三极管q2的集电极连接第五电阻器r5的一端,第五电阻器r5的另一端与第三电阻器 r3用于连接电源的一端连接,在电压小于预设的电压阈值时,第二三极管q2的集电极输出电压复位信号。
98.三极管存在三种工作区,分别为放大区、饱和区以及截止区;其中,对于npn型三极管而言,当三极管的发射结正偏,集电结反偏时,三极管工作在放大区;当发射结正偏,集电结正偏时,三极管工作在饱和区;当发射结反偏,集电结反偏时,三极管工作在截止区。即对
于npn型三极管而言,当三极管的发射结正向偏置时,表征三极管工作在放大区与饱和区,即表征npn型三极管导通;当三极管的发射结反向偏置时,表征三极管工作在截止区,即三极管截止。
99.对于第二三极管q2而言,当第二三极管q2的发射结正向偏置即基极与发射极之间的电压(ube)大于等于导通电压时,第二三极管q2导通,导通电压通常为0.7v或0.2v。而,ube=vcc*r4/(r3+r4),其中,vcc为电源电压。
100.当ube大于等于导通电压时,第二三极管q2为导通状态,当ube小于导通电压时,第二三极管q2处于截止状态。
101.即,vcc*r4/(r3+r4)≥导通电压时,第二三极管q2为导通状态。
102.也即,当vcc≥导通电压*(r3+r4)/r4时,第二三极管q2导通,第二三极管q2 的集电极输出低电平。
103.相对应的,当vcc《导通电压*(r3+r4)/r4时,第二三极管q2截止,第二三极管 q2的集电极输出高电平的电压复位信号。
104.其中,预设的电压阈值为导通电压*(r3+r4)/r4,预设的电压阈值由第三电阻器 r3以及第四电阻器r4的阻值确定。
105.进一步地,参照图3,信号汇集模块3包括电压开关保护单元33,电压开关保护单元33包括第二二极管d2,第二二极管d2的阳极与第二三极管q2的集电极连接,第二二极管d2的阴极与节点a连接,之后与复位模块4连接,在接收到高电平的电压复位信号时,第二二极管d2处于导通状态,将高电平的电压复位信号输出至节点a,之后由节点a输出整板复位信号至复位模块4,复位模块4以触发所有的mcu芯片进行复位操作。
106.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。
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