Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterspannungs- und Power-on-Resetschaltung gemäss dem ersten Teil des Patentanspruches.
Bei Mikroprozessorschaltungen muss bei einem Einbruch der Versorgungsspannung sichergestellt sein, dass unter einer bestimmten Spannungsschwelle ein Hardwarereset ausgelöst wird, um einen definierten Prozessorzustand herzustellen und ein korrektes Wiederanlaufen des Betriebes bei Spannungswiederkehr zu ermöglichen.
Bei bekannten derartigen Schaltungen wird hierzu die Versorgungsspannung des Mikroprozessors, die meist 5 V beträgt, überwacht. Dies erfordert eine relativ aufwändige Spannungsüberwachungsschaltung mit geringen Toleranzen.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Resetschaltung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und bei der relativ grosse Toleranzen zugelassen werden können.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Resetschaltung der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des Patentanspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es möglich, relativ grosse Toleranzen in Kauf zu nehmen, da die unstabilisierte Spannung der Spannungsversorgung überwacht wird, die hier wesentlich höher als die stabilisierte Spannung ist. Dies ermöglicht es, die Schaltschwelle der erfindungsgemässen Resetschaltung auf einen deutlich unterhalb der Nennspannung der Spannungsquelle liegenden Wert festzulegen.
Die zeitliche Mindestdauer des Resetimpulses wird durch die Ladekurve des Kondensators und der Schalthysterese des Reseteinganges bestimmt. Beim Einschalten der Versorgungsspannung liegt am Reseteingang so lange ein Resetsignal an, bis die Kondensatorspannung die Schaltschwelle des Reset-Einganges überschreitet (Power-on-Signal)
Durch die Merkmale des Patentanspruches ergibt sich der Vorteil, dass die Resetschaltung sehr einfach ausgebildet werden kann, wobei die Basis des parallel zum Kondensator geschalteten Transistors direkt an den Mittelanschluss des Spannungsteilers angeschlossen werden kann. Dabei haben die Versorgungsspannung und das Potenzial am Reseteingang bei aktivem Resetsignal in Bezug auf das Massepotential das gleiche Vorzeichen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemässen ResetschaItung.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten.
Bei beiden Ausführungsformen ist eine Spannungsquelle U1, die eine ungeregelte Gleichspannung mit geringer Welligkeit liefert und deren Spannung z.B. zwischen 16 und 26 V beträgt, mit einer Spannungsstabilisierschaltung 2 verbunden, die eine geregelte Spannung U2 von z.B. 5 V an ihrem Ausgang A liefert. Der eine Pol der Spannungsquelle U1 ist über eine Leitung 3 mit einem gleichnamigen Pol M der Spannungsstabilisierschaltung 2 sowie einem Mikroprozessor 1 verbunden, wobei an diese Leitung 3 auch noch weitere Bauteile der Schaltung angeschlossen sind.
Der zweite Pol der Spannungsquelle U1 ist über eine Leitung 4 mit einem Eingang E der Spannungsstabilisierschaltung 2 verbunden, an welche Leitung 4 ein mit seinem zweiten Pol an der Leitung 3 angeschlossener Kondensator C10 und ein Spannungsteiler R3, R2 angeschlossen ist, der weiter an der Leitung 3 angeschlossen ist und daher parallel zur Spannungsquelle U1 geschaltet ist.
An dem Ausgang A der Spannungsstabilisierschaltung 2 ist eine Leitung 5 angeschlossen, die mit dem Mikroprozessor 1 verbunden ist und an der weitere Bauteile der Schaltung angeschlossen sind.
An die Leitung 3 und 5 sind Kondensatoren C11 und C12 angeschaltet, die somit parallel zueinander und zur geregelten Spannung U2 geschaltet sind, die an dem Ausgang A der Spannungsstabilisierschaltung 2 anliegt.
An die Spannungsstabilisierschaltung 2 ist ein Mikroprozessor 1 angeschaltet, zu dessen Spannungseingängen Vcc und Vss mit den Leitungen 3 und 5 verbunden sind. An diese Leitungen 3 und 5 ist eine Serienschaltung, bestehend aus einem Widerstand R1 und einen Kondensator C1, angeschaltet, sodass diese Serienschaltung parallel zu den Spannungseingängen Vcc und Vss des Mikroprozessors 1 geschaltet ist. Dabei ist eine Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors T1 parallel zum Kondensator C1 geschaltet und mit dem Verbindungspunkt 6 der Serienschaltung R1, C1 und der Leitung 3 verbunden.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 sind die +Pole der Spannungsquelle U1 und der Stabilisierschaltung 2 mit Masse verbunden und die Basis des Transistors T1 ist über eine Diode D1 mit dem Verbindungspunkt 7 eines aus Widerständen (-) bestehenden Spannungsteilers (R2, R3) verbunden.
Der Transistor T1 wird bei einer Basis-Emitter-Spannung UBE > UBEmin &tilde& 0,6 V leitend und entlädt den Kondensator C1. Dies geschieht, wenn die Spannung U1 der Spannungsquelle U1 den Wert:
EMI3.1
unterschreitet, wobei UBE die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T1 und UDf die Diodenflussspannung der Diode D1 bedeuten.
Die Spannung U1min muss betragsmässig so weit über der geregelten Spannung U2 der Spannungsstabilisierschaltung 2 liegen, dass die Stabilisierschaltung 2 die Spannung U2 stabil halten kann und diese somit als Referenzspannung dienen kann. Die mindestens benötigte Differenzspannung zwischen der geregelten Spannung U2 und der zulässigen minimalen Spannung U1 der Spannungsquelle U1 entspricht den Spannungsverlusten der Stabilisierschaltung 2 und beträgt üblicherweise ca. 1 bis 2 V.
Die zeitliche Mindestdauer des Resetimpulses wird durch die Ladekurve des Kondensators C1 und die Schalthysterese zwischen dem minimalen HIGH-Pegel (UHIGHmin) und dem maximalen LOW-Pegel (ULOWmax) des Reseteinganges des Mikroprozessors 1 bestimmt. Die minimale Dauer tmin wird erreicht, wenn der Kondensator C1 den maximalen LOW-Pegel entladen ist, und zu diesem Zeitpunkt die Spannung U1 sprungförmig so weit ansteigt, dass der Transistor T1 sperrt und errechnet sich wie folgt:
EMI4.1
wobei der Widerstand R1 der Parallelschaltung dieses Widerstandes mit einem internen Pull-up-Widerstandes des Reseteinganges entspricht.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 sind die -Pole der Spannungsquelle U1 und der Spannungsstabilisierschaltung 2 mit Masse verbunden und die Basis des Transistors T1 mit einem weiteren aus zwei Widerständen R4, R5 bestehenden Spannungsteiler verbunden, der an die Leitung 3 und über einen weiteren Transistor T2 an die Leitung 5 angeschlossen ist, sodass der Emitter des Transistors t2 mit dem Ausgang A der Stabilisierschaltung 2 verbunden ist. Die Basis des Transistors T2 ist über die Diode D1 an den Verbindungspunkt 7 des Spannungsteilers R2, R3 angeschlossen.
Die Mindestspannung der Spannungsquelle U1, bei der die Resetschaltung nach der Fig. 2 ein Resetsignal an den Mikroprozessor 1 liefert, errechnet sich in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1, desgleichen die Mindestdauer des Resetimpulses.