專利名稱：一種微控制器的電壓變化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微控制器的電壓變化處理方法，特別涉及一種針對(duì)系統(tǒng)電壓變化的微控制器的處理方法。
背景技術(shù)：
微控制器的種類非常繁多，包括嵌入式、單片式、RISC型、8bit、16bit、表面安裝式、扁平式等。
從消費(fèi)性產(chǎn)品到通訊產(chǎn)品，微控制器有著非常廣泛地應(yīng)用，目前的微控制器不僅能夠完成高運(yùn)算量的任務(wù)，而且成本很低，因此產(chǎn)品的應(yīng)用非常成功。微控制器非常擅長(zhǎng)于有序處理和各種非實(shí)時(shí)的任務(wù)，典型的工作速度在20MHz左右，但有些微控制器核心需要將該時(shí)鐘脈沖頻率內(nèi)部分頻，每條指令用多個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。例如，CISC微控制器在執(zhí)行一條乘法指令時(shí)最多要用到25條簡(jiǎn)化的指令。
另目前市場(chǎng)上已經(jīng)有非常多的RISC微控制器，它們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)時(shí)鐘脈沖指令周期，而且功率非常低。例如Atmel的AVR微控制器在1MHz時(shí)鐘脈沖條件下能夠獲得1MIP的性能。由于有著如此強(qiáng)大的性能，幾乎沒有什么任務(wù)是微控制器不能完成的。這些微控制器的尺寸都非常小，品種從單個(gè)ALU和帶通用I/O的存儲(chǔ)器到多功能仿真和總線接口不一而足。
微控制器對(duì)指令的運(yùn)作為先對(duì)存儲(chǔ)器(可編程只讀存儲(chǔ)器與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)取出下一動(dòng)作步驟的指令或數(shù)據(jù)，請(qǐng)參閱圖1，是一般微控制器的動(dòng)作流程示意圖。經(jīng)過(guò)取出11后的信號(hào)將送至寄存器進(jìn)行指令鎖存12的動(dòng)作，最后將該被鎖存12的指令執(zhí)行13，此動(dòng)作包括譯碼與送出控制信號(hào)，然后再回到取出11動(dòng)作，依此循環(huán)。
現(xiàn)有的微控制器中的監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)這些微控制器在開機(jī)、關(guān)機(jī)或突然死機(jī)時(shí)，必須要能正確地重置芯片，使微處理機(jī)內(nèi)部程序從頭開始執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)電壓變化過(guò)于劇烈時(shí)，內(nèi)含微處理機(jī)的系統(tǒng)常會(huì)因電壓的不穩(wěn)定而產(chǎn)生誤動(dòng)作。
目前最常見的解決方案如圖2所示，在系統(tǒng)中加入一低電壓偵測(cè)器24，對(duì)于系統(tǒng)電源突然為低電壓時(shí)，如前述所述，先由存儲(chǔ)器21取出指令信號(hào)，將指令信號(hào)存到指令寄存器22進(jìn)行鎖存的動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)指令譯碼器23，對(duì)指令信號(hào)進(jìn)行編譯并執(zhí)行，然后發(fā)出控制信號(hào)。而系統(tǒng)電壓會(huì)接收一低電壓偵測(cè)器24，且該低電壓偵測(cè)器24會(huì)將偵測(cè)到的信號(hào)送至一重置電路25，當(dāng)信號(hào)為一低電壓信號(hào)時(shí)，將會(huì)驅(qū)動(dòng)該重置電路25，使其送出重置信號(hào)，且該重置信號(hào)也會(huì)送至存儲(chǔ)器21、指令寄存器22、及指令譯碼器23，使系統(tǒng)內(nèi)各元件重置。其動(dòng)作流程可如以下程序表示如果(低電壓偵測(cè)器啟動(dòng))，則，重置CPU，否則，正常運(yùn)行(取出->鎖存->執(zhí)行)對(duì)于一般具有低電壓偵測(cè)器24的微控制器，常因低電壓偵測(cè)器24偵測(cè)到電壓的抖動(dòng)而產(chǎn)生重置信號(hào)，使系統(tǒng)重新重置，但有時(shí)電壓的抖動(dòng)只是短暫性，微控制器系統(tǒng)并非是真的處于無(wú)法工作的低電壓。所以為了避免低電壓偵測(cè)器24的誤判，通常的解決方式是在系統(tǒng)外加入一些電路元件，以避免誤判。但外加電路元件的解決方法對(duì)于微控制器的使用者而言，將會(huì)增加電路的復(fù)雜度，這樣不僅會(huì)失去電路的可靠度，無(wú)形中也會(huì)增加制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，在不增加外加電路元件的情況下，借著改變微控制器的內(nèi)部架構(gòu)，當(dāng)?shù)碗妷簜蓽y(cè)器偵測(cè)到電壓的抖動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制微控制器維持現(xiàn)狀，使系統(tǒng)可有效地減少重置的次數(shù)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于，對(duì)于不論系統(tǒng)電壓變化趨勢(shì)是上升或下降，都將會(huì)強(qiáng)制微控制器維持現(xiàn)狀，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定后，再繼續(xù)往下執(zhí)行程序。
本發(fā)明是一種微控制器的電壓變化處理方法，對(duì)于微控制器系統(tǒng)內(nèi)依序運(yùn)作的程序計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、指令寄存器、與指令譯碼器，將一低電壓偵測(cè)器的信號(hào)接到該程序計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、指令寄存器，當(dāng)該低電壓偵測(cè)器動(dòng)作產(chǎn)生時(shí)，此時(shí)令微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，直到系統(tǒng)低電壓狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)(PC)應(yīng)該的運(yùn)作。
另外，該低電壓偵測(cè)器也可由一電壓監(jiān)視器替代，當(dāng)該系統(tǒng)電壓有下降或上升的變化，而電壓監(jiān)視器產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，令微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，直到系統(tǒng)電壓變化狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)該的運(yùn)作。
這樣，對(duì)于微控制器的使用者而言，可以很簡(jiǎn)單地使用微控制器，不需外加額外的設(shè)計(jì)，且可以很有效地減少系統(tǒng)重置的次數(shù)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1是普通微控制器的動(dòng)作流程示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的微控制器對(duì)于低電壓的處理方法示意圖。
圖3是本發(fā)明的微控制器對(duì)于低電壓的處理方法示意圖。
圖4是本發(fā)明對(duì)于電壓變化的另一處理方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說(shuō)明，現(xiàn)結(jié)合

如下請(qǐng)參閱圖3所示，是本發(fā)明的微控制器對(duì)于低電壓的處理方法的示意圖。如圖所示，本發(fā)明是一種微控制器的電壓變化處理方法，對(duì)于微控制器系統(tǒng)內(nèi)依序運(yùn)作的程序計(jì)數(shù)器35、存儲(chǔ)器31、指令寄存器32與指令譯碼器33，如一般微控制器描述的運(yùn)作，先由存儲(chǔ)器31取出指令信號(hào)，將指令信號(hào)存到指令寄存器32進(jìn)行鎖存的動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)指令譯碼器33，對(duì)指令信號(hào)進(jìn)行編譯并執(zhí)行，然后發(fā)出控制信號(hào)。而系統(tǒng)電壓會(huì)接到一低電壓偵測(cè)器34，且該低電壓偵測(cè)器34的信號(hào)接到該程序計(jì)數(shù)器35、存儲(chǔ)器31、與指令寄存器32，當(dāng)該低電壓偵測(cè)器34產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，此時(shí)令微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，即程序計(jì)數(shù)器35保持原值，使下一程序計(jì)數(shù)(PC)失去動(dòng)作能力(disable PC+1)，且此時(shí)令指令寄存器32內(nèi)容值為“NOP”(此“NOP”指令為什么都不進(jìn)行，直接跳到下一行)及停止所有存儲(chǔ)器31的存取等措施而非像現(xiàn)有技術(shù)那樣使系統(tǒng)重新重置。而此微控制器凍結(jié)狀態(tài)將循環(huán)持續(xù)直到系統(tǒng)低電壓狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)該的運(yùn)作。其動(dòng)作流程可如以下程序表示
如果(低電壓偵測(cè)器啟動(dòng))，則，等待(同步)，凍結(jié)CPU狀態(tài)(PC＝PC，IR＝NOP，等)，直到(低電壓偵測(cè)器停止)，否則，正常運(yùn)行另外，該低電壓偵測(cè)器34也可由一電壓監(jiān)視器36替代，如圖4所示。將一電壓監(jiān)視器36的信號(hào)接到該程序計(jì)數(shù)器35、存儲(chǔ)器31、與指令寄存器32，當(dāng)該系統(tǒng)電壓有變化，其中該電壓變化包括上升或下降趨勢(shì)且超過(guò)系統(tǒng)可容許范圍，使電壓監(jiān)視器36產(chǎn)生動(dòng)作，此時(shí)令微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，相同即程序計(jì)數(shù)器35保持原值，使下一程序計(jì)數(shù)失去動(dòng)作能力(disable PC+1)，且此時(shí)令指令寄存器32內(nèi)容值為“NOP”(此“NOP”指令為什么都不進(jìn)行，直接跳到下一行)及停止所有存儲(chǔ)器31的存取等措施。而此微控制器凍結(jié)狀態(tài)將循環(huán)持續(xù)到系統(tǒng)電壓變動(dòng)狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)該的運(yùn)作。其動(dòng)作流程可如以下程序表示如果(電壓劇烈變化)，則，等待(同步)，凍結(jié)CPU狀態(tài)(PC＝PC，IR＝NOP，等)，直到(電壓變化監(jiān)視器停止)，否則，正常運(yùn)行綜前所述可知，本發(fā)明的微控制器的電壓變化處理方法是在不增加外加電路元件的情況下，借著改變微控制器的內(nèi)部架構(gòu)，當(dāng)?shù)碗妷簜蓽y(cè)器34偵測(cè)到電壓的抖動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，維持現(xiàn)狀，促使系統(tǒng)有效地減少重置的次數(shù)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
更進(jìn)一步地，發(fā)明可將低電壓偵測(cè)器34以一電壓監(jiān)視器36替代，這樣不論微控制器系統(tǒng)電壓變化趨勢(shì)是上升還是下降，都將會(huì)可觸發(fā)且強(qiáng)制微控制器維持現(xiàn)狀，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定后，再繼續(xù)往下執(zhí)行程序。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則的內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微控制器的電壓變化處理方法，對(duì)于微控制器系統(tǒng)內(nèi)依序運(yùn)作的程序計(jì)數(shù)器(35)、存儲(chǔ)器(31)、指令寄存器(32)、與指令譯碼器(33)，其特征在于所述微控制器的電壓變化處理方法包括將一低電壓偵測(cè)器(34)的信號(hào)接到所述程序計(jì)數(shù)器(35)、存儲(chǔ)器(31)、與指令寄存器(32)；當(dāng)所述低電壓偵測(cè)器(34)產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，令所述微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)所述指令寄存器(32)的內(nèi)容值為“NOP”，所述程序計(jì)數(shù)器(35)保持原值，停止所述存儲(chǔ)器(31)的存取；直到系統(tǒng)低電壓狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)進(jìn)行的運(yùn)作。
2.一種微控制器的電壓變化處理方法，對(duì)于微控制器系統(tǒng)內(nèi)依序運(yùn)作的程序計(jì)數(shù)器(35)、存儲(chǔ)器(31)、指令寄存器(32)、與指令譯碼器(33)，其特征在于所述微控制器的電壓變化處理方法包括將一電壓監(jiān)視器(36)的信號(hào)接到所述程序計(jì)數(shù)器(35)、存儲(chǔ)器(31)、與指令寄存器(32)；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓有變化，而所述電壓監(jiān)視器(36)產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，使所述微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)所述指令寄存器(32)的內(nèi)容值為“NOP”，所述程序計(jì)數(shù)器(35)保持原值，停止所述存儲(chǔ)器(31)的存??；直到系統(tǒng)電壓變化狀態(tài)結(jié)束電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)進(jìn)行的運(yùn)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微控制器的電壓變化處理方法，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓變化包括上升與下降的趨勢(shì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微控制器的電壓變化處理方法，將一低電壓偵測(cè)器/電壓監(jiān)視器的信號(hào)接到該程序計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、指令寄存器，當(dāng)該低電壓偵測(cè)器/電壓監(jiān)視器產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，使得微控制器處于凍結(jié)狀態(tài)，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一程序計(jì)數(shù)應(yīng)進(jìn)行的運(yùn)作，藉此可以有效地減少系統(tǒng)重置的次數(shù)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05F1/10GK1779589SQ20041008899
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者黃清火 申請(qǐng)人:矽創(chuàng)電子股份有限公司