一种MCU外部复位电路

技术领域

本发明涉及MCU技术领域，具体是一种MCU外部复位电路。

背景技术

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，由于MCU自身的抗干扰能力较差，受到外界干扰而导致死机的现象，为了保证MCU安全可靠的工作，MCU具备复位电路，但是现有的复位电路无法在不同的应用场景下对电源上电的时间进行调节，导致复位电路的使用范围较小，并且在复位结束后，需复位电路持续输出一个高电平信号以确保MCU处于工作的状态，导致复位电路的元器件耗能较高，并且无法及时了解复位电路的工作状态，因此有待改进。

发明内容

本发明实施例提供一种MCU外部复位电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种MCU外部复位电路，包括：电源模块，辅助电源模块，模式切换模块，电压检测控制模块，电能控制模块，整形触发模块，复位控制模块，状态检测模块和MCU模块；

电源模块，用于接入主电能；

辅助电源模块，用于提供辅助电能；

模式切换模块，与所述电源模块、辅助电源模块、电压检测控制模块和电能控制模块连接，用于将主电能传输给电压检测控制模块和电能控制模块，用于输出第一控制信号并将传输的电能切换为辅助电能；

电压检测控制模块，与所述电能控制模块和复位控制模块连接，用于接收模式切换模块输出的电能并对接入的电能进行电压检测，用于输出第二控制信号并根据检测的电压大小调节第二控制信号的电平状态，用于输出第一触发信号并控制电能控制模块的工作，用于接收复位控制模块输出的电能并停止电压检测工作；

电能控制模块，与所述整流触发模块和复位控制模块连接，用于接收第一触发信号并将模式切换模块输出的电能传输给电压检测控制模块、整形触发模块和复位控制模块，用于接收复位控制模块输出的信号并控制停止电能传输工作；

整形触发模块，与所述电压检测控制模块和复位控制模块连接，用于对第二控制信号进行反相整形处理，用于将处理的信号与复位控制模块输出的信号进行逻辑处理并输出第二触发信号；

复位控制模块，与所述模式切换模块连接，用于接收第二触发信号和模式切换模块输出的信号并输出复位信号，用于将复位信号传输给MCU模块和电压检测控制模块，用于将复位信号进行反相处理并输出第三控制信号，用于通过第三控制信号控制电能控制模块的工作；

状态检测模块，与所述模式切换模块和复位控制模块连接，用于接收第一控制信号和复位信号并进行复位状态显示；

MCU模块，与所述复位控制模块连接，用于接收复位信号。

作为本发明再进一步的方案：电源模块包括电源接口；所述模式切换模块包括第一电阻、第一按键开关、第一开关管、第二电阻、第三电阻、第一功率管和第二功率管；所述辅助电源模块包括辅助电源；

优选的，电源接口连接第一功率管的源极、第二电阻的一端和第一开关管的集电极并通过第一电阻连接第一按键开关的一端，第一按键开关的另一端连接第一开关管的基极，第一开关管的发射极连接第二电阻的另一端、第二功率管的栅极和第一功率管的栅极并通过第三电阻接地，第一功率管的漏极连接第二功率管的源极。

作为本发明再进一步的方案：电压检测控制模块包括第四电阻、第三功率管；

优选的，第四电阻的一端连接第三功率管的源极和所述第二功率管的源极，第四电阻的另一端连接第三功率管的漏极，第三功率管的栅极连接所述电能控制模块。

作为本发明再进一步的方案：电压检测控制模块还包括第四功率管、第五功率管、第六功率管、第七功率管和第一电位器；

优选的，第四功率管的源极连接第三功率管的漏极，第四功率管的栅极连接所述复位控制模块，第四功率管的漏极连接第六功率管的栅极和第五功率管的漏极，第五功率管的源极接地，第六功率管的漏极连接第三功率管的栅极，第六功率管的源极连接第五功率管的栅极、第七功率管的栅极、第一电位器的一端和滑片端，第一电位器的另一端和第七功率管的源极均接地，第七功率管的漏极连接电能控制模块。

作为本发明再进一步的方案：电能控制模块包括第九功率管、第十一功率管、第十二功率管；

优选的，第九功率管的源极连接第十一功率管的栅极、第十二功率管的源极和所述第二功率管的源极，第九功率管的栅极连接第十一功率管的栅极、第十二功率管的栅极和所述第三功率管的栅极，第九功率管的漏极连接所述第七功率管的漏极，第十一功率管的漏极和第十二功率管的漏极分别连接整形触发模块和复位控制模块。

作为本发明再进一步的方案：电能控制模块还包括第十功率管；

优选的，第十功率管的源极连接所述第九功率管的源极，第十功率管的漏极连接第九功率管的栅极，第十功率管的栅极连接所述复位控制模块。

作为本发明再进一步的方案：整形触发模块包括第一反相器、第一逻辑芯片、第八功率管和第一电容；

优选的，第一反相器的输入端连接所述第十一功率管的漏极，第一反相器的输出端连接第一逻辑芯片的第一端，第一逻辑芯片的第二端连接复位控制模块，第一逻辑芯片的第三端连接第八功率管的栅极，第八功率管的漏极连接第一电容的第一端，第八功率管的源极和第一电容的第二端均接地。

作为本发明再进一步的方案：复位控制模块包括第一触发器；所述MCU模块包括MCU装置；

优选的，第一触发器的D引脚连接所述第二功率管的源极，第一触发器的CLK引脚连接所述第一电容的第一端和第十二功率管的漏极，第一触发器的RST引脚连接所述第一逻辑芯片的第一端，第一触发器的Q0引脚连接MCU装置的复位端和所述第四功率管的栅极，第一触发器的Q1引脚连接所述第一逻辑芯片的第二端。

作为本发明再进一步的方案：复位控制模块还包括第二反相器；

优选的，第二反相器的输入端连接所述第一触发器的Q0引脚，第二反相器的输出端连接所述第十功率管的栅极。

作为本发明再进一步的方案：状态检测模块包括第十三功率管、第五电阻和第一指示灯；

优选的，第十三功率管的漏极连接所述第一触发器的Q0引脚，第十三功率管的源极通过第五电阻连接第一指示灯的阳极，第一指示灯的阴极接地，第十三功率管的栅极连接所述第一开关管的发射极。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明MCU外部复位电路由模式切换模块可切换输入的电能，由电源模块提供上升电压，通过电压检测控制模块根据输入的电压状态控制电能控制模块的传输工作，配合整形触发模块控制复位控制模块在上电期间对MCU模块进行复位控制，在达到启动电压时，维持控制MCU模块的正常工作并停止电能控制模块和电压检测模块的工作，降低电路功耗，同时由电压检测控制模块可调节电源上电时长，当由辅助电源模块供电时，可直接配合电压检测控制模块、电能控制模块、整形触发模块和复位控制模块控制状态检测模块进行复位状态显示，方便判断电路是否故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的一种MCU外部复位电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的一种MCU外部复位电路的电路图。

图3为本发明实例提供的电能控制模块的连接电路图。

图4为本发明实例提供的状态检测模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，请参阅图1，一种MCU外部复位电路，包括：电源模块1，辅助电源模块2，模式切换模块3，电压检测控制模块4，电能控制模块5，整形触发模块6，复位控制模块7，状态检测模块8和MCU模块9；

具体地，电源模块1，用于接入主电能；

辅助电源模块2，用于提供辅助电能；

模式切换模块3，与电源模块1、辅助电源模块2、电压检测控制模块4和电能控制模块5连接，用于将主电能传输给电压检测控制模块4和电能控制模块5，用于输出第一控制信号并将传输的电能切换为辅助电能；

电压检测控制模块4，与电能控制模块5和复位控制模块7连接，用于接收模式切换模块3输出的电能并对接入的电能进行电压检测，用于输出第二控制信号并根据检测的电压大小调节第二控制信号的电平状态，用于输出第一触发信号并控制电能控制模块5的工作，用于接收复位控制模块7输出的电能并停止电压检测工作；

电能控制模块5，与整流触发模块和复位控制模块7连接，用于接收第一触发信号并将模式切换模块3输出的电能传输给电压检测控制模块4、整形触发模块6和复位控制模块7，用于接收复位控制模块7输出的信号并控制停止电能传输工作；

整形触发模块6，与电压检测控制模块4和复位控制模块7连接，用于对第二控制信号进行反相整形处理，用于将处理的信号与复位控制模块7输出的信号进行逻辑处理并输出第二触发信号；

复位控制模块7，与模式切换模块3连接，用于接收第二触发信号和模式切换模块3输出的信号并输出复位信号，用于将复位信号传输给MCU模块9和电压检测控制模块4，用于将复位信号进行反相处理并输出第三控制信号，用于通过第三控制信号控制电能控制模块5的工作；

状态检测模块8，与模式切换模块3和复位控制模块7连接，用于接收第一控制信号和复位信号并进行复位状态显示；

MCU模块9，与复位控制模块7连接，用于接收复位信号。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用电源接口，与直流电源连接；上述辅助电源模块2可采用直流储能装置，提供启动电能；上述模式切换模块3可采用三极管、功率管等组成的模式切换电路，实现电能的切换传输控制；上述电压检测控制模块4可采用启动控制电路和电压检测电路，由启动控制电路控制电能控制模块5和电压检测电路的工作，由电压检测电路进行电压检测并根据检测的电压状态控制整形触发模块6的工作；上述电能控制模块5可采用功率管组成的电能控制电路，由电压检测控制模块4和复位控制模块7控制，并为整形触发模块6、电压检测控制模块4和复位控制模块7提供电能；上述整形触发模块6可采用整形触发电路，对输入的信号进行反相整形和逻辑计算，以便触发复位控制模块7的工作；上述复位控制模块7可采用触发器和反相器组成的复位控制电路，根据输入的信号调节输出信号的电平状态；上述状态检测模块8可采用功率管、指示灯等组成的状态检测电路，由模式切换模块3控制，进行复位显示；上述MCU模块9可采用MCU装置，由复位控制模块7进行上电复位控制。

在另一个实施例中，请参阅图1、图2、图3和图4，电源模块1包括电源接口；模式切换模块3包括第一电阻R1、第一按键开关S1、第一开关管VT1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一功率管M1和第二功率管M2；辅助电源模块2包括辅助电源；

具体地，电源接口连接第一功率管M1的源极、第二电阻R2的一端和第一开关管VT1的集电极并通过第一电阻R1连接第一按键开关S1的一端，第一按键开关S1的另一端连接第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的发射极连接第二电阻R2的另一端、第二功率管M2的栅极和第一功率管M1的栅极并通过第三电阻R3接地，第一功率管M1的漏极连接第二功率管M2的源极。

在具体实施例中，上述电源接口与直流电源连接，提供缓慢上升的电压；上述辅助电源可采用超级电容，提供特定的电压值，即MCU模块9的启动电压；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管，由第一电阻R1和第一按键开关S1控制；上述第一功率管M1可采用P型场效应管，第二功率管M2可采用N型场效应管，由第二电阻R2和第三电阻R3控制第一功率管M1的导通，由第一开关管VT1控制第二功率管M2的导通。

进一步地，电压检测控制模块4包括第四电阻R4、第三功率管M3；

具体地，第四电阻R4的一端连接第三功率管M3的源极和第二功率管M2的源极，第四电阻R4的另一端连接第三功率管M3的漏极，第三功率管M3的栅极连接电能控制模块5。

在具体实施例中，上述第四电阻R4避免电路进入死锁状态；上述第三功率管M3可选用P型场效应管，配合第四电阻R4组成启动控制电路。

进一步地，电压检测控制模块4还包括第四功率管M4、第五功率管M5、第六功率管M6、第七功率管M7和第一电位器RP1；

具体地，第四功率管M4的源极连接第三功率管M3的漏极，第四功率管M4的栅极连接复位控制模块7，第四功率管M4的漏极连接第六功率管M6的栅极和第五功率管M5的漏极，第五功率管M5的源极接地，第六功率管M6的漏极连接第三功率管M3的栅极，第六功率管M6的源极连接第五功率管M5的栅极、第七功率管M7的栅极、第一电位器RP1的一端和滑片端，第一电位器RP1的另一端和第七功率管M7的源极均接地，第七功率管M7的漏极连接电能控制模块5。

在具体实施例中，上述第四功率管M4可选用P型场效应管，由复位控制模块7控制；上述第五功率管M5、第六功率管M6和第七功率管M7均可选用N型场效应管，对输入电压进行检测并根据电压变化调节第七功率管M7的漏极和电能控制模块5之间的电位值；上述第一电位器RP1可调节上电时长，在此不做赘述。

进一步地，电能控制模块5包括第九功率管M9、第十一功率管M11、第十二功率管M12；

具体地，第九功率管M9的源极连接第十一功率管M11的栅极、第十二功率管M12的源极和第二功率管M2的源极，第九功率管M9的栅极连接第十一功率管M11的栅极、第十二功率管M12的栅极和第三功率管M3的栅极，第九功率管M9的漏极连接第七功率管M7的漏极，第十一功率管M11的漏极和第十二功率管M12的漏极分别连接整形触发模块6和复位控制模块7。

在具体实施例中，上述第九功率管M9、第十一功率管M11和第十二功率管M12均可选用P型场效应管，均用于电能传输控制。

进一步地，电能控制模块5还包括第十功率管M10；

具体地，第十功率管M10的源极连接第九功率管M9的源极，第十功率管M10的漏极连接第九功率管M9的栅极，第十功率管M10的栅极连接复位控制模块7。

在具体实施例中，上述第十功率管M10可选用P型场效应管，控制第九功率管M9、第十一功率管M11和第十二功率管M12的电能传输状态。

进一步地，整形触发模块6包括第一反相器J1、第一逻辑芯片U2、第八功率管M8和第一电容C1；

具体地，第一反相器J1的输入端连接第十一功率管M11的漏极，第一反相器J1的输出端连接第一逻辑芯片U2的第一端，第一逻辑芯片U2的第二端连接复位控制模块7，第一逻辑芯片U2的第三端连接第八功率管M8的栅极，第八功率管M8的漏极连接第一电容C1的第一端，第八功率管M8的源极和第一电容C1的第二端均接地。

在具体实施例中，上述第一反相器J1可采用施密特反相器，对输入的信号进行反相整流处理；上述第一逻辑芯片U2可选用与非门逻辑芯片，在第一端和第二端输入的信号均为“1”，即高电平时，第三端输出的信号才为高电平，在第三端输出低电平时，控制第八功率管M8截止，使得第一电容C1进行储能，其中第八功率管M8可选用N型场效应管

进一步地，复位控制模块7包括第一触发器U1；MCU模块9包括MCU装置；

具体地，第一触发器U1的D引脚连接第二功率管M2的源极，第一触发器U1的CLK引脚连接第一电容C1的第一端和第十二功率管M12的漏极，第一触发器U1的RST引脚连接第一逻辑芯片U2的第一端，第一触发器U1的Q0引脚连接MCU装置的复位端和第四功率管M4的栅极，第一触发器U1的Q1引脚连接所述第一逻辑芯片U2的第二端。

在具体实施例中，上述第一触发器U1可选用D触发器，其中第一触发器U1的CLK引脚为高电平时，第一触发器U1的Q0引脚输出带上升沿的高电平信号并锁存，即复位信号。

进一步地，复位控制模块7还包括第二反相器J2；

具体地，第二反相器J2的输入端连接第一触发器U1的Q0引脚，第二反相器J2的输出端连接第十功率管M10的栅极。

在具体实施例中，上述第二反相器J2对第一触发器U1的Q0引脚输出的信号进行反相处理，以便触发第十功率管M10的导通状态。

进一步地，状态检测模块8包括第十三功率管M13、第五电阻R5和第一指示灯LED1；

具体地，第十三功率管M13的漏极连接第一触发器U1的Q0引脚，第十三功率管M13的源极通过第五电阻R5连接第一指示灯LED1的阳极，第一指示灯LED1的阴极接地，第十三功率管M13的栅极连接第一开关管VT1的发射极。

在具体实施例中，上述第十三功率管M13可选用N型场效应管；上述第一指示灯LED1在第十三功率管M13导通且第一触发器U1的Q0引脚输出高电平时，被点亮。

本实施例一种MCU外部复位电路中，第一按键开关S1未按下时，第一功率管M1导通，将电源接口接入的电能传输给电压检测控制模块4、电能控制模块5和复位控制模块7，当电源接口接入的电能电压开始上电之前，第一触发器U1输出的信号为低电平，控制MCU模块9的复位工作，同时触发第四功率管M4导通，在电压上升期间，先触发第六功率管M6导通，继而控制第三功率管M3、第九功率管M9、第十一功率管M11和第十二功率管M12导通，使得第九功率管M9的漏极与第六功率管M6的漏极之间的电位上升，继而触发第五功率管M5和第七功率管M7导通，由于第十一功率管M11的导通，使得第一反相器J1的输入端变为高电平，并使得第一反相器J1输出低电平，第一逻辑芯片U2输出上升沿的阶跃信号，用来做第一触发器U1的复位信号，并控制第八功率管M8导通，使得第一电容C1不储能，由于电源电压的不断升高，使得第七功率管M7传输的电压上升，继而拉低第一反相器J1的输入端，使得第一反相器J1输出高电平，同时由第一触发器U1的Q1引脚提供高电平信号，使得第一逻辑芯片U2的第三端控制第八功率管M8截止，第一电容C1进行储能，使得第一触发器U1的CLK引脚变为高电平，第一触发器U1的Q0引脚输出高电平信号并进行锁存，保持MCU装置的正常工作，同时控制第四功率管M4截止，经过反相后控制第十功率管M10导通，控制第六功率管M6、第九功率管M9、第十一功率管M11和第十二功率管M12截止，整形触发模块6、电能控制模块5和电压检测控制模块4停止工作，当按下第一按键开关S1时，第二功率管M2和第十三功率管M13导通，由辅助电源供电，由于辅助电源直接提供启动电能，使得第六功率管M6、第五功率管M5、第七功率管M7同时导通，继而使得第一逻辑芯片U2控制第八功率管M8截止，第一触发器U1输出高电平，第一指示灯LED1被点亮，继而判断出电路是否故障。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。