一种上电复位电路与集成芯片的制作方法

1.本技术涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种上电复位电路与集成芯片。


背景技术：

2.近年来，单片机、arm及dsp等可编程逻辑器件在工业自动化生产、过程控制、智能化仪器仪表等领域的应用越来越广泛，有效地提高了生产效率、控制质量与经济效益，任何可编程逻辑器件都是通过可靠复位之后才可执行应用程序，因此复位电路的设计至关重要。
3.在现有的上电复位电路中，例如如图1所示的上电复位电路，在该电路中，是通过检测电源上电边沿的方式实现上电复位，在检测到电源上电边沿时，输出复位信号。然而，在电源的上电速度较慢的情况，可能出现应检测不到电源的上电而无法输出有效的复位信号，导致上电复位的可靠性较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在提供一种上电复位电路与集成芯片，能够有效输出复位信号，提高上电复位的可靠性。
5.为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种上电复位电路，包括：
6.第一开关模块、第二开关模块、第一反相模块与第二反相模块；
7.所述第一开关模块分别与输入电源以及所述第一反相模块的输入端连接，所述第一开关模块用于基于所述输入电源切换开关状态，以输出第一电压信号至所述第一反相模块；
8.所述第二开关模块分别与所述输入电源、所述第一反相模块的输入端以及所述第一反相模块的输出端连接，所述第二开关模块用于基于所述输入电源与所述第一反相模块的输出端输出的第二电压信号切换开关状态，以基于所述输入电源调节所述第一电压信号；
9.所述第一反相模块的输出端与所述第二反相模块的输入端连接，所述第一反相模块用于将所述第一电压信号的相位反转180度后输出第二电压信号至所述第二反相模块；
10.所述第二反相模块用于将所述第二电压信号的相位反转180度后输出复位信号。
11.在一种可选的方式中，所述第一开关模块包括第一开关单元与第一阻性单元；
12.所述第一开关单元的第一端接地，所述第一开关单元的第二端与所述输入电源连接，所述第一开关单元的第三端与所述第一阻性单元的第一端以及所述第一反相模块的输入端连接，所述第一阻性单元的第二端接地。
13.在一种可选的方式中，所述第一开关单元包括第一开关管；
14.所述第一开关管的控制端接地，所述第一开关管的第一端与所述输入电源连接，所述第一开关管的第二端与所述第一反相模块的输入端以及所述第一阻性单元的第一端连接；
15.其中，所述第一开关管的控制端为所述第一开关单元的第一端，所述第一开关管的第一端为所述第一开关单元的第三端，所述第一开关管的第二端为所述第一开关单元的第二端。
16.在一种可选的方式中，所述第一阻性单元包括第一电阻；
17.所述第一电阻的第一端与所述第一开关单元的第三端连接，所述第一电阻的第二端接地。
18.在一种可选的方式中，所述第一阻性单元还包括第二开关管；
19.所述第二开关管的控制端、所述第二开关管的第二端皆与所述第一电阻的第二端连接，所述第二开关管的第一端接地；
20.其中，所述第一电阻的第一端为所述第一阻性单元的第一端，所述第二开关管的第一端为所述第一阻性单元的第二端。
21.在一种可选的方式中，所述第二开关模块包括第三开关管；
22.所述第三开关管的控制端与所述第一反相模块的输出端连接，所述第三开关管的第一端与所述输入电源连接，所述第三开关管的第二端与所述第一反相模块的输入端连接。
23.在一种可选的方式中，所述第一反相模块包括第一反相器；
24.所述第一反相器的输入端为所述第一反相模块的输入端，所述第一反相器的输出端为所述第一反相模块的输出端。
25.在一种可选的方式中，所述第二反相模块包括第二反相器；
26.所述第二反相器的输入端为所述第二反相模块的输入端，所述第二反相器的输出端为所述第二反相模块的输出端。
27.在一种可选的方式中，所述上电复位电路还包括第一电容；
28.所述第一电容的第一端与所述第一反相模块的输入端连接，所述第一电容的第二端接地。
29.第二方面，本技术提供一种集成芯片，包括控制单元以及如权利要求1
‑
9任意一项所述的上电复位电路；
30.所述上电复位电路用于为所述控制单元提供复位信号，以控制所述控制单元进行复位。
31.本技术实施例的有益效果是：本技术提供的上电复位电路，包括第一开关模块、第二开关模块、第一反相模块与第二反相模块，其中，第一开关模块分别与输入电源以及第一反相模块的输入端连接，第一开关模块用于基于输入电源输出第一电压信号至第一反相模块，第二开关模块分别与输入电源、第一反相模块的输入端以及第一反相模块的输出端连接，第二开关模块用于基于输入电源与第一反相模块的输出端输出的第二电压信号导通与关断，以基于输入电源调节第一电压信号，第一反相模块的输出端与第二反相模块的输入端连接，第一反相模块用于将第一电压信号的相位反转180度后输出第二电压信号至第二反相模块，第二反相模块与控制单元连接，第二反相模块用于将第二电压信号的相位反转180度后输出复位信号至控制单元，则在刚上电时，在输入电源逐渐增加的过程中，对于第一反相模块而言，其输入的第一电压信号也是从低电平到高电平的过程，当第一电压信号为低电平信号，则第二电压信号为高电平信号，复位信号为低电平信号，此时，控制单元执
行复位过程，当第一电压信号为高电平信号，则第二电压信号为低电平信号，复位信号为高电平信号，此时，控制单元停止复位过程，即实现了对控制单元复位的控制过程，同时，无论输入电源的上电速度是快还是慢，均能够通过第一开关模块与第二开关模块的开关状态对应反馈至第一电压信号，所以均能够有效的输出复位信号，从而提高了上电的可靠性。
附图说明
32.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
33.图1为现有技术中的复位电路的电路结构示意图；
34.图2为本技术实施例提供的集成芯片的结构示意图；
35.图3为本技术另一实施例提供的集成芯片的结构示意图；
36.图4为本技术实施例提供的上电复位电路的电路结构示意图；
37.图5为本技术另一实施例提供的上电复位电路的电路结构示意图；
38.图6为本技术实施例提供的第一开关管与第二开关管的电阻和随输入电压变化的示意图。
具体实施方式
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.请参照图2，图2为本技术实施例提供的集成芯片的结构示意图。如图2所示，该集成芯片包括上电复位电路100与控制单元200，其中，上电复位电路100分别与输入电源300以及控制单元200连接。上电复位电路100能够在上电时为控制单元200提供复位信号，以使控制单元200执行复位过程。
41.其中，请结合图2参照图3，上电复位电路100包括第一开关模块10、第二开关模块20、第一反相模块30与第二反相模块40。
42.具体地，第一开关模块10分别与输入电源300以及第一反相模块30的输入端连接，第二开关模块20分别与输入电源300、第一反相模块30的输入端以及第一反相模块30的输出端连接，第一反相模块30的输出端与第二反相模块40的输入端连接，第二反相模块40的输出端用于与控制单元200连接。
43.实际应用中，第一开关模块10根据输入电源300切换其开关状态，以输出第一电压信号至第一反相模块30，其中，第一开关模块10的开关状态包括：第一开关模块10的导通或关断以及第一开关模块10的导通程度，不同的导通程度代表着第一开关模块10的等效电阻不同。
44.在一实施例中，上电复位电路的电路结构可如图4所示。在图4中，第一开关模块10包括第一开关单元11与第一阻性单元12，其中，输入电源vcc对应图2中的输入电源300。
45.具体地，第一开关单元11的第一端接地gnd，第一开关单元11的第二端与输入电源
vcc连接，第一开关单元11的第三端与第一阻性单元12的第一端以及第一反相模块30的输入端连接，第一阻性单元12的第二端接地gnd。
46.可选地，第一开关单元11包括第一开关管，以图4所示的上电复位电路的电路结构为例，此时，第一开关管对应pmos管q1。
47.其中，pmos管q1的栅极接地，pmos管q1的源极与输入电源vcc连接，pmos管q1的漏极与第一反相模块30的输入端以及第一阻性单元12的第一端连接，则pmos管q1的栅极为第一开关单元11的第一端，pmos管q1的源极为第一开关单元11的第三端，pmos管q1的漏极为第一开关单元11的第二端。
48.则第一开关模块10的开关状态主要包括pmos管q1的导通或关断以及pmos管q1的导通程度，pmos管q1的导通程度取决于pmos管q1的栅极与源极之间的电压大小。由于pmos管q1的栅极接地，且源极与输入电源vcc相连，那么，随着输入电源vcc的增加，pmos管q1的导通程度加大，即pmos管q1的导通阻值逐渐减小。同时，随着pmos管q1的导通阻值逐渐减小，输入电源vcc在pmos管q1上的压降逐渐减小，pmos管q1的漏极上的电压则逐渐增大。
49.应理解，第一开关管可选用三极管、mos管与igbt开关管中的一种。
50.以第一开关管选用三极管为例，此时三极管的基极为第一开关管的控制端，三极管的发射极为第一开关管的第一端，三极管的集电极为第一开关管的第二端。
51.以第一开关管选用mos管或igbt开关管为例，此时mos管或igbt开关管的栅极为第二开关管的控制端，mos管或igbt开关管的源极为第二开关管的第一端，mos管或igbt开关管的漏极为第二开关管的第二端。
52.可选地，请再次参阅图4，第一阻性单元12包括第一电阻r1。其中，第一电阻r1的第一端与第一开关单元11的第三端连接，即第一电阻r1的第一端与pmos管q1的漏极连接，第一电阻r1的第二端接地。
53.第一电阻r1与pmos管q1的导通阻值对输入电源vcc形成分压作用，在上电过程中，随着输入电源vcc的逐渐增大，pmos管q1的导通阻值逐渐减小，则第一电阻r1上的分压逐渐增大，即第一电阻r1与pmos管q1的漏极之间的连接点p1上的电压逐渐增大。
54.可选地，第一阻性单元12还包括第二开关管，以图5所示的上电复位电路的电路结构为例，此时，第二开关管对应pmos管q2。
55.pmos管q2的栅极、pmos管q2的漏极皆与第一电阻r1的第二端连接，pmos管q2的源极接地，其中，第一电阻r1的第一端为第一阻性单元12的第一端，pmos管q2的栅极为第一阻性单元12的第二端。
56.一方面，pmos管q2可作为等效电阻使用，由于其电阻值较大，能够代替阻值较大的电阻，而阻值较大的电阻占用面积却远大于pmos管q2，所以采用pmos管q2作为等效电阻能够节省电路板的空间。另一方面，还可将pmos管q2作为可调电阻使用。
57.可理解，第二开关管的实际应用情况与第一开关管类似，其在本领域技术人员容易理解的范围内，这里不再赘述。
58.请再次参阅图3，第二开关模块20用于根据输入电源300与第一反相模块30的输出端输出的第二电压信号切换开关状态，以根据输入电源调节第一电压信号。一方面，第二开关模块20连接输入电源300，另一方面，第二开关模块20还连接第一反相模块30的输出端，第二开关模块的开关状态由输入电源300与第一反相模块30的输出端输出的第二电压信号
共同决定。同时，输入电源300还通过第二开关模块20连接至第一反相模块30的输入端，则输入电源300通过第二开关模块20对第一电压信号的大小进行调节。
59.在一实施方式中，第二开关模块20包括第三开关管。以图5所示的上电复位电路的电路结构为例，此时，第三开关管对应pmos管q3。
60.其中，pmos管q3的栅极与第一反相模块30的输出端连接，pmos管q3的源极与输入电源vcc连接，pmos管q3的漏极与第一反相模块30的输入端连接。
61.同样地，第二开关模块20的开关状态包括pmos管q3的导通或关断以及pmos管q3的导通程度，pmos管q3的导通程度取决于pmos管q3的栅极与源极之间的电压大小。由于pmos管q3的栅极与第一反相模块30的输出端连接，且源极与输入电源vcc相连，那么，pmos管q3的导通程度由第一反相模块30的输出端的电压与输入电源vcc决定。即输入电源vcc的电压与第一反相模块30的输出端的电压的差值越大，pmos管q3的导通程度越大，即pmos管q1的导通阻值逐渐减小。同时，随着pmos管q1的导通阻值逐渐减小，输入电源vcc在pmos管q1上的压降逐渐减小，pmos管q1的漏极上的电压(即连接点p1上的电压)则逐渐增大，因此起到调节第一电压信号的作用。换言之，连接点p1上的第一电压信号由pmos管q1与pmos管q3的导通或关断以及其二者的导通程度共同决定。
62.并且，为了更直观的获取到第一电压信号的变化情况，可将pmos管q1与pmos管q3当做一个整体来看，即pmos管q1与pmos管q3可等效为两个并联连接的电阻，输入电源vcc经过该等效电阻后输入至连接点p1。如图6所示，图6为pmos管q1与pmos管q3等效为两个并联连接的电阻r11之后，该电阻r11随着输入电源vcc变化的示意图。可见，该电阻r11随着输入电源vcc的增加而逐渐减小。
63.请再次参阅图3，第一反相模块30用于将第一电压信号的相位反转180度后输出第二电压信号至第二反相模块40，其中，第一电压信号即为连接点p1上的第一电压信号，由上述实施例可知，连接点p1上的第一电压信号由pmos管q1与pmos管q3的导通或关断以及其二者的导通程度共同决定。
64.可选地，请一并参阅图4与图5，第一反相模块30包括第一反相器u1，第一反相器u1的输入端为第一反相模块30的输入端，第一反相器u1的输出端为第一反相模块30的输出端。第一反相器u1能够将其输入信号的相位反转180
°
后输出。
65.请再次参阅图3，第二反相模块40用于将第二电压信号的相位反转180度后输出复位信号，该复位信号输入至控制单元200中，以使控制单元200执行上电复位操作。
66.可选地，请一并参阅图4与图5，第二反相模块40包括第二反相器u2，第二反相器u2的输入端为第二反相模块40的输入端，第二反相器u2的输出端为第二反相模块40的输出端，其中，第二反相器u2通过接口s1将复位信号传输至控制单元。
67.为了更好的理解本技术，以图5所示的上电复位电路为例说明其在实际应用中如何实现上电复位过程。
68.如图5所示，连接点p1上的电压为：其中，r
p1
、r
q1
、r
r1
、r
q3
、vcc分别为连接点p1上的电压值、pmos管q1的导通电阻值、第一电阻r1的电阻值，pmos管q3的导通电阻值，输入电源vcc的电压值。
69.在上电过程中，当输入电源vcc的电压低于pmos管q1与pmos管q3的vth值时，pmos
管q1与pmos管q3的vth值即其开启电压(又称阈值电压)，该开启电压是能够使得mos管的源极与漏极之间开始形成导电沟道所需的栅极电压。则pmos管q1与pmos管q3的阻抗均为无穷大，连接点p1上的电压为0，第一反相器u1与第二反相器u2均未能进入工作状态，则第二反相器u2通过接口s1所输出的复位信号也为0，此时，控制单元可判定输入电源vcc的电压还不够大，那么，控制单元保持复位状态。
70.随着输入电源vcc的逐渐增大，pmos管q1开始导通，且导通阻值逐渐减小，那么由上述公式公式
①
可知，pmos管q1的导通阻值减小时，连接点p1上的电压则逐渐增大。直至，连接点p1上的电压能够使第一反相器u1进入工作状态，但由于此时连接点p1上的电压相对于第一反相器u1的输入而言，其为低电平信号，则第一反相器u1的输入第一电压信号为低电平信号，输出的第二电压信号为高电平信号，第二反相器u2通过接口s1所输出的复位信号为低电平信号，则使控制单元保持复位状态。
71.当输入电压vcc继续升高，并升高至预设的停止复位状态的电压时，此时，pmos管q1的导通阻值较小，且连接点p1的电压升高至相对于第一反相器u1的输入而言，其为高电平信号。则第一反相器u1的输入第一电压信号为高电平信号，输出的第二电压信号为低电平信号，第二反相器u2通过接口s1所输出的复位信号为高电平信号，则使控制单元停止复位状态。
72.并且，输入电源vcc会继续上升至正常的工作电压，此时，pmos管q1的导通阻值进一步减小，使连接点p1上的电压变得极为接近输入电源vcc的电压，从而使第一反相器u1的工作电流变得较小，则降低了电路正常工作时的静态功耗。
73.在输入电源vcc的掉电过程中，由上述内容可知，当输入电源vcc为正常的工作电压时，第一反相器u1的输出的第二电压信号为低电平信号，则pmos管q3的栅极为低电平，而pmos管q3的源极为输入电源vcc，因此，pmos管q3也导通。那么，此时连接点p1与输入电源vcc之间的导通阻抗为pmos管q3的导通阻抗与pmos管q1的导通阻抗并联后的阻抗，其远小于pmos管q1的导通阻抗。也就是说，pmos管q1与pmos管q3均导通时连接点p1上对输入电源vcc的分压，相对于只有pmos管q1的导通时连接点p1上对输入电源vcc的分压要大。因此，在输入电源vcc掉电的过程中，输入电源vcc使第一反相器u1的输出为0时的电压要小于，在上电过程中，输入电源vcc使第一反相器u1的输出从0翻转为低电平的电压。
74.例如，假设第一反相器u1开始进入工作状态的电压为2v(此时的输入为低电平)，当其输入大于3v时为高电平，且在5v时处于正常工作状态。
75.在上电过程中，当输入电源vcc从0v逐渐增加，当增加至连接点p1上的电压为2v时(假设此时输入电源vcc为6v)，第一反相器的输入电压为2v，第一反相器u1进入工作状态，且输出为高电平信号。输入电源vcc继续增加，当增加至连接点p1上的电压为3v时(假设此时输入电源vcc为8v)，第一反相器的输入电压为3v，第一反相器u1的输出为低电平信号。并且，随着输入电源vcc继续增加，当增加至连接点p1上的电压为5v时(假设此时输入电源vcc为10v)，第一反相器的输入电压为5v，第一反相器u1的输出保持为低电平信号。
76.在掉电过程中，输入电源vcc从10v逐渐减小，由于pmos管q1与pmos管q3均导通，那么连接点p1上的分压要大于上电过程。即当输入电源vcc减小至小于6v，那么连接点p1上的电压才会为2v。
77.因此，通过上述电路结构，能够实现上电复位电路的迟滞反馈功能，从而降低了电
路的误判率。并且，该电路结构为纯硬件结构，相比于使用施密特触发器等迟滞结构，更为简单可靠，且易于设计。同时，无论输入电源vcc的上电速度快还是慢，均能够输出有效的复位信号，从而提高了上电的可靠性。
78.需要说明的是，如图4或图5所示的上电复位电路100的硬件结构仅是一个示例，并且，上电复位电路100可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
79.例如，如图5所示，在一实施例中，上电复位电路100还包括第一电容c1，第一电容c1的第一端与第一反相模块30的输入端连接，第一电容c1的第一端与连接点p1连接，第一电容c1的第二端接地gnd。第一电容c1能够起到缓冲作用，使连接点p1上的电压在上升或下降过程变得平缓。
80.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。