微控制器复位方法以及系统与流程

1.本发明主要涉及集成电路领域，尤其涉及一种微控制器复位方法以及系统。


背景技术：

2.目前已有的微控制器复位多采用硬件复位电路进行对供电电压和电源电压上升斜率的检测以实现对微控制器的复位功能。微控制器在供电电源电压建立期到尚未达到正常工作电压或者在正常工作期间电源电压跌落到正常工作电压以下时，由于此时微控制器内部电路未能够正常工作会导致一部分电路处于不确定的状态，为了保证微控制器的正常工作，其内部需要集成一个复位电路来保证微控制器在电源电压达到正常工作电压后能够从一个确定的状态开始工作，一般称这个状态为复位状态，用来产生这个复位状态的电路称为复位电路。
3.传统的复位电路通常由一个低电压检测电路和一个微分电路组成，其中低电压检测电路用于检测电源电压是否出现低于工作电压的情况，微分电路用于检测电源电压是否出现快速跳升的情况。但是这种传统的复位电路在工作中存在一定的缺陷，由于低电压检测电路和微分电路均为硬件电路组成，如果要调整工作参数如低电压检测电路的检测电压或微分电路的电源电压升降斜率等参数就必须调整硬件电路的电气参数，这在实际使用中给用户带来相当大的不便。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种微控制器复位方法以及系统能够实时调节微控制器的复位条件和时间点。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种微控制器复位方法，包括以下步骤：接收所述微控制器的电源电压信号，并基于所述电源电压信号生成调频信号；获取所述调频信号的频率参数值，并基于所述频率参数值得到与所述调频信号对应的转换电压信号；基于所述转换电压信号和预设的滤波阈值条件，生成复位信号，并将所述复位信号输出至所述微控制器的复位端。
6.在本发明的一实施例中，微控制器复位方法还包括通过所述微控制器设定所述预设的滤波阈值条件的参数。
7.在本发明的一实施例中，滤波阈值条件包括：所述转换电压信号的上升斜率大于第一阈值、所述转换电压信号的下降斜率小于第二阈值和/或所述转换电压的数值低于第三阈值的持续时间超过第一时长。
8.在本发明的一实施例中，获取所述调频信号的频率参数值，基于所述频率参数值得到与所述调频信号对应的转换电压信号包括：对所述调频信号进行波形整形操作，得到整形方波；以第二单位时间间隔为周期，累计得到所述整形方波的边沿个数，作为所述调频信号的频率参数值；基于所述第二单位时间间隔和所述整形方波的边沿个数，生成与所述调频信号对应的转换电压信号，所述转换电压信号为以第二单位时间间隔为周期，在每一
所述第二单位时间间隔内的幅值与所述整形方波的边沿个数成正相关的数字信号。
9.在本发明的一实施例中，滤波阈值条件包括信号通频带对应的频率门限值。
10.在本发明的一实施例中，调频信号为方波或正弦波。
11.在本发明的一实施例中，基于所述电源电压信号生成调频信号包括：所述调频信号的频率与所述电源电压信号的数值正相关。
12.本发明还提供了一种微控制器复位系统，所述系统包括压控振荡器和数字滤波装置；其中，所述压控振荡器被配置为：接收所述微控制器的电源电压信号，并基于所述电源电压信号生成调频信号；所述数字滤波装置被配置为执行如下操作：根据所述调频信号的频率参数值获取与所述调频信号对应的转换电压信号；基于所述转换电压信号和设定的滤波阈值条件，生成复位信号，并将所述复位信号输出至所述微控制器的复位端。
13.在本发明的一实施例中，微控制器复位系统还包括微控制器，所述微控制器配置为设定所述设定的滤波阈值条件的参数。
14.在本发明的一实施例中，获取所述调频信号的频率参数值，基于所述频率参数值得到与所述调频信号对应的转换电压信号包括：对所述调频信号进行波形整形操作，得到整形方波；以第二单位时间间隔为周期，计算所述整形方波的边沿个数，作为所述调频信号的频率参数值；基于所述第二单位时间间隔和所述整形方波的边沿个数，生成与所述调频信号对应的转换电压信号，所述转换电压信号为第二单位时间间隔为周期，在每一所述第二单位时间间隔内的幅值与所述整形方波的边沿个数成正相关的数字信号。
15.在本发明的一实施例中，数字滤波装置还包括信号整形与转换模块，所述信号整形与转换模块被配置为：对所述调频信号进行波形整形操作，得到整形方波；以第二单位时间间隔为周期，累计得到所述整形方波的边沿个数，作为所述调频信号的频率参数值；基于所述第二单位时间间隔和所述整形方波的边沿个数，生成与所述调频信号对应的转换电压信号，所述转换电压信号为第二单位时间间隔为周期，在每一所述第二单位时间间隔内的幅值与所述整形方波的边沿个数成正相关的数字信号。
16.在本发明的一实施例中，第二单位时间间隔基于所述微控制器的时钟周期设定。
17.与现有技术相比，本发明所提供的微控制器复位方法以及系统，在工作过程中可以根据实际应用需求实时调节可变参数滤波器(即数字滤波装置)的滤波参数，与传统的以硬件电路组成的复位电路相比，具有更好的参数调节能力和使用的灵活性。
附图说明
18.附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本技术原理的作用。附图中：
19.图1是本发明一实施例的微控制器复位方法的流程图；
20.图2是本发明一实施例的微控制器复位系统的组成示意图；
21.图3是本发明一实施例的微控制器复位方法一实施例的电路信号分析图；
22.图4是本发明一实施例的微控制器复位系统的组成示意图。
具体实施方式
23.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
24.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
25.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
26.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件或参数，仅仅是为了便于对相应零部件或参数进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
27.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
28.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
29.图1是本发明一种微控制器复位方法的流程图。参考图1所示，本发明提供了一种微控制器复位方法，包括以下步骤：
30.步骤s101：接收微控制器的电源电压信号，并基于电源电压信号生成调频信号；步骤s102：获取调频信号的频率参数值，并基于频率参数值得到与调频信号对应的转换电压信号；步骤s103：基于转换电压信号和预设的滤波阈值条件，生成复位信号，并将复位信号输出至微控制器的复位端。
31.具体地，在步骤101，接收微控制器的电源电压信号，并基于电源电压信号生成调频信号。基于所述电源电压信号生成调频信号例如包括：调频信号的频率与所述电源电压信号的数值正相关，即电源电压信号的数值越大，调频信号的频率也越高。正比例的情形亦可属于正相关。
32.在步骤s102，获取调频信号的频率参数值，并基于频率参数值得到与调频信号对应的转换电压信号。
33.在一些实施例中，获取所述调频信号的频率参数值，基于所述频率参数值得到与
所述调频信号对应的转换电压信号的具体实施方式例如包括：步骤201，对调频信号进行波形整形操作得到整形方波；步骤202，以第二单位时间间隔为周期，累计得到整形方波的边沿个数，作为调频信号的频率参数值；步骤203，基于第二单位时间间隔和整形方波的边沿个数，生成与所述调频信号对应的转换电压信号，转换电压信号为以第二单位时间间隔为周期，在每一第二单位时间间隔内的幅值与整形方波的边沿个数成正相关的数字信号。前述过程实现由模拟信号形式的电源电压信号到数字信号形式的转换电压信号的转变。
34.在一些实施例中，所述调频信号为方波或正弦波。
35.在步骤s103，基于所述转换电压信号和预设的滤波阈值条件，生成复位信号，并将所述复位信号输出至所述微控制器的复位端。
36.在一些实施例中，滤波阈值条件，即触发复位信号所需要满足的条件例如包括：转换电压信号的上升斜率大于第一阈值、转换电压信号的下降斜率小于第二阈值和/或转换电压的数值低于第三阈值的持续时间超过第一时长。当上述三种滤波阈值条件的其中一种或多种条件满足时触发复位信号，具体可根据需要进行设定。
37.在一些实施例中，滤波阈值条件例如还包括设定的信号滤波通频带对应的频率门限值。
38.在一些实施例中，微控制器复位方法还包括，通过微控制器设定预设的滤波阈值条件的参数。
39.图3是本发明一种微控制器复位方法一实施例的电路信号分析图。以下结合图3对上述步骤s101-s103以及滤波阈值条件作进一步详细说明。
40.参考图3所示，在本实施例中复位信号为低电平状态信号，在t
a-tb、t
c-td时间段，复位信号处于触发状态，调频信号为方波。
41.具体的，在t
a-t
a’时间段，即转换电压信号的a-a’段，此时转换电压信号呈上升趋势，其斜率大于零，虽然此时转换电压信号的上升斜率并未大于第一阈值，但是转换电压信号在a-a’段始终小于第三阈值v0，且持续时间超过了第一时长，满足上文中提到的滤波阈值条件的第三种情形，因此复位信号在t
a-t
a’时间段为低电平。
42.图3中的电源电压信号的a-a’段、转换电压信号的a-a’段也可理解为微控制器所在的系统开始运行时所处的时间段，即电源电压建立期。
43.同样的，在t
a’–
tb时间段，即转换电压信号的a
’‑
b段，此时转换电压信号大于第三阈值v0，但是持续时间尚未超过第一时长，因此复位信号在t
a’–
tb时间段为低电平。换言之，如果转换电压的数值低于第三阈值的持续时间超过第一时长，则达到预设的滤波阈值条件，生成复位信号。相应地，也可设置转换电压大于第三阈值的持续时间超过第一时长，则复位信号rst状态发生变化，微控制器从复位状态切换到工作状态。此设置可防止电源电压的抖动带来的复位信号跳变，使微控制器的复位控制更为平稳。
44.可以理解的是，在t
c-td时间段，转换电压信号同样满足上文中提到的滤波阈值条件第三种情形，因此复位信号在t
c-td时间段为低电平。
45.同样可以理解的是，上文中所提到“转换电压信号的下降斜率小于第二阈值”的情况在图3中并未示出，但是其工作原理与其他两种条件的情形相似。
46.如前述，在一些实施例中，所述调频信号为方波或正弦波。
47.当调频信号为方波波形时，图3所示的转换电压信号中的片段311和片段312对应
的方波信号的波形分别如波形片段321和波形片段322所例示。结合转换电压信号中的片段311和片段312、波形片段321和波形片段322可看到，转换电压的幅值大小与调频信号的频率正相关，也可以说转换电压的幅值大小与调频信号在以第二单位时间间隔为周期的时间段内的方波的边沿个数正相关。
48.图2是本发明一种微控制器复位系统的组成示意图。
49.参考图2所示，微控制器复位系统200包括压控振荡器vco和数字滤波装置210。
50.在一些实施例中，压控振荡器vco被配置为：接收微控制器的电源电压信号vcc，并基于电源电压信号生成调频信号fw。
51.数字滤波装置210被配置为执行如下操作：根据调频信号fw的频率参数值获取与调频信号对应的转换电压信号；基于转换电压信号和设定的滤波阈值条件，生成复位信号rst，并将复位信号输出至微控制器的复位端231。
52.在本发明的一些实施例中，微控制器复位系统还包括微控制器mcu，用于配置数字滤波装置210的滤波阈值条件的参数。滤波阈值条件的参数在前文已进行详细说明，在此不再赘述。
53.图4是本发明一实施例的微控制器复位系统的组成示意图。
54.在本发明的一些实施例中，参考图4，数字滤波装置还包括信号整形与转换模块411，信号整形与转换模块411被配置为执行如下操作：先对所述调频信号进行波形整形操作，得到整形方波；再以第二单位时间间隔为周期，累计得到所述整形方波的边沿个数，作为所述调频信号的频率参数值；而后，基于所述第二单位时间间隔和所述整形方波的边沿个数，生成与所述调频信号对应的转换电压信号，所述转换电压信号为第二单位时间间隔为周期，在每一所述第二单位时间间隔内的幅值与所述整形方波的边沿个数成正相关的数字信号。
55.在本一些实施例中，所述第二单位时间间隔基于微控制器的时钟周期设定，微控制器的时钟周期是微控制器所属的芯片的内部配置所决定，其是芯片的基本参数，第二单位时间间隔基于微控制器的时钟周期这一基本参数进行设定。
56.本技术的微控制器复位方法以及系统，通过数字滤波装置的设置，实现对微控制器的复位条件的灵活控制与调节，实现微控制器所在的功能系统的运行方式的灵活调整和实现。
57.本技术的技术方案中，通过压控振荡器的设置，满足电源电压信号的模拟信号到数字滤波装置所需的数字信号的转变的需求，具体地，压控振荡器基于电源电压信号的幅值输出调频信号，数字滤波装置基于该调频信号得到数字信号形式的转换电压信号，具体地，数字滤波装置通过其中的信号整形与转换模块实现基于该调频信号得到数字信号形式的转换电压信号。
58.本技术的压控振荡器的应用，与通常的模数转换器相比，使得复位条件的设置更为灵活，因压控振荡器产生调频信号所对应的电压下限值小于常用的模数转换器能够产生动作的电压下限值。具体地，压控振荡器产生调频信号所对应的电压下限值例如约为1v，或0.8v-0.9v。而常用的商用模数转换器其能够产生动作的电压下限值约为1.5v至1.6v附件的数值点。因此，本技术的微控制器复位系统的数字滤波装置，能够更准确、更及时的产生复位信号，保证微控制器所在的功能系统的安全有效运行。
59.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
60.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
61.本技术的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dapd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合，例如数字滤波装置中的滤波部分。此外，本技术的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带
……
)、光盘(例如，压缩盘cd、数字多功能盘dvd
……
)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器
……
)。
62.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
63.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。