專利名稱：微處理器用復(fù)位和監(jiān)視系統(tǒng)及包含這種微處理器和這種系統(tǒng)的器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含一微處理器和復(fù)位與監(jiān)視電路的系統(tǒng)，微處理器產(chǎn)生一脈沖鏈指示微處理器的正確操作，復(fù)位和監(jiān)視電路產(chǎn)生一復(fù)位信號以響應(yīng)脈沖鏈產(chǎn)生的不規(guī)則變化。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含這種系統(tǒng)的微處理器控制的電力器具。
這樣的系統(tǒng)已在美國專利4586179中公開。復(fù)位和監(jiān)視電路在電源打開時(shí)給微處理器產(chǎn)生一復(fù)位信號。接著微處理器產(chǎn)生一脈沖鏈，指示微處理器操作是否正確。脈沖鏈的模式取決于微處理器的編程。這個(gè)脈沖鏈由復(fù)位和監(jiān)視電路監(jiān)控。在電力擾動(dòng)時(shí)，例如在短時(shí)臨時(shí)性電源電壓降落時(shí)，微處理器的失效或任何其它的原因，脈沖鏈的模式被干擾或脈沖暫時(shí)消失。電力擾動(dòng)被復(fù)位和監(jiān)視電路測知，然后復(fù)位和監(jiān)視電路提供微處理器一復(fù)位信號。為達(dá)到探測的目的，已知的復(fù)位和監(jiān)視電路包含一基于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的定時(shí)器。這個(gè)定時(shí)器不斷地由脈沖鏈的邊緣再觸發(fā)。只要脈沖鏈的邊緣沒出現(xiàn)或出現(xiàn)太晚，定時(shí)器就提供一復(fù)位信號。定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)由外部元件決定，并調(diào)整到脈沖鏈的周期。
這種已知的系統(tǒng)有一些缺點(diǎn)。脈沖鏈的產(chǎn)生需要微處理器較常的計(jì)算時(shí)間。脈沖鏈的周期不能太長，因?yàn)檫@在復(fù)位和監(jiān)視電路中將要求大的時(shí)間常數(shù)。此外，還需要一個(gè)外部復(fù)位和監(jiān)視電路，其基于調(diào)整到脈沖鏈周期的時(shí)間常數(shù)。
本發(fā)明的目的之一是提供一簡單的帶微處理器和復(fù)位與監(jiān)視電路的系統(tǒng)。為此目的，按照本發(fā)明，在第一段所定義的這種類型的系統(tǒng)的特征在于脈沖鏈?zhǔn)怯晌⑻幚砥鬟m當(dāng)編程而產(chǎn)生的第一脈沖鏈，其基本上是被微處理器收到的第二脈沖鏈產(chǎn)生的同步派生脈沖，復(fù)位和監(jiān)視電路調(diào)整到能接收第一脈沖鏈和第二脈沖鏈并在第一脈沖鏈和第二脈沖鏈產(chǎn)生的同步受干擾時(shí)提供復(fù)位信號。
微處理器對所收到的第二脈沖鏈作一軟件拷貝。這個(gè)拷貝，亦即第一脈沖鏈具有許多邊緣，它們基本上與所受到的第二脈沖鏈的邊緣相一致。這一拷貝軟件可以非常簡單，幾乎不需要計(jì)算時(shí)間。復(fù)位和監(jiān)視電路相互比較兩個(gè)脈沖鏈。當(dāng)兩脈沖鏈之間的同步被干擾，復(fù)位和監(jiān)視電路就產(chǎn)生一復(fù)位信號。原則上說來，由微處理器收到的第二脈沖鏈可以是任何任意周期的信號。它可以由非常簡單的振蕩器產(chǎn)生，對它沒有準(zhǔn)確性的要求。按照本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施方案之一在這方面特別能說明這一問題，該系統(tǒng)的特征是第二脈沖鏈產(chǎn)生于交流電源電壓。在這種情況下根本不需任何振蕩器，因?yàn)榻涣麟娫措妷河幸还瑫r(shí)又很低的周期，其可以借助于簡單的限幅電路轉(zhuǎn)換為脈沖鏈。
由微處理器產(chǎn)生的第一脈沖鏈不必是所收到的第二脈沖鏈的精確拷貝。它可以對所收到的第二脈沖鏈有相位移、或相位相反、或者另外的占空比。這取決于復(fù)位和監(jiān)視電路的實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的特征在于復(fù)位和監(jiān)視電路包含一符合電路，它在第一脈沖鏈和第二脈沖鏈的邊緣之間的時(shí)間超過預(yù)定的時(shí)限時(shí)提供一復(fù)位信號。這種復(fù)位和監(jiān)視電路非常適宜于邊緣基本上同相的脈沖鏈。在這種情況下，微處理器只需復(fù)制所收到的第二脈沖鏈的邊緣來形成第一脈沖鏈。
按照本發(fā)明的系統(tǒng)的有利實(shí)施例的進(jìn)一步的特征在于，系統(tǒng)包括用于比較第一脈沖鏈的瞬時(shí)值與第一參考電壓的第一比較器，它具有第一輸出以提供一第一脈沖鏈，其相對于原第一脈沖鏈來說是反相的；用于比較限幅交流電源電壓的瞬時(shí)值與第二參考電壓的第二比較器，它具有第二輸出來提供第二脈沖鏈；接在第一輸出和第二輸出之間的二極管；第三比較器，它具有用以接收第一參考電壓的第一輸入和耦合到第一輸出的第二輸入。這種復(fù)位和監(jiān)視電路有利地結(jié)合了電源打開時(shí)復(fù)位、監(jiān)視、監(jiān)視復(fù)位和從交流電源電壓產(chǎn)生第二脈沖鏈的功能。
第一脈沖鏈總是稍微滯后第二脈沖鏈。符合電路能夠?qū)@種微小的相位差響應(yīng)而且產(chǎn)生不希望的復(fù)位信號。這一點(diǎn)可以很容易地通過進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)例予以消除，該實(shí)現(xiàn)的特征是系統(tǒng)進(jìn)一步包括一低通濾波器用以濾除從第一比較器的第一輸出到第三比較器的第二輸入的信號轉(zhuǎn)移。低通濾波器拒絕任何從第二脈沖鏈和第一脈沖鏈之間的微小相差產(chǎn)生的短脈沖。
按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)特別適合于交流電源微處理器控制的電器設(shè)備。這種設(shè)備的例子有家用熱力電器，諸如電熨斗、咖啡具、電茶壺、炸鍋、烤爐、烹調(diào)爐、電爐、烤架、微波爐、平頂鍋、家用取暖設(shè)備、輻射加熱器，風(fēng)扇加熱器、頭發(fā)吹干器、卷發(fā)器、面包烘烤器、三明治烘烤器或電熱毯。此外，這種設(shè)備可以是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電器像吸塵器、咖啡豆磨碎機(jī)、榨汁機(jī)、混合機(jī)或電扇。其它的應(yīng)用有定時(shí)器、日光治療器、剃須刀、音頻和視頻設(shè)備和計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的這些方面以及其它方面將參考附圖敘述和說明，其中

圖1示出按照本發(fā)明的帶有微處理器、復(fù)位和監(jiān)視電路的系統(tǒng)的框圖，圖2示出與圖1中的框圖有關(guān)的信號波形，圖3是用在按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中所用電路的電路圖，圖4示出配備有按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的電源電壓微處理器控制的電器，圖5示出配備有按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的電源電壓微處理器控制的電器，在所有這些圖中相似的元件具有同樣的參考符號。
圖1示出包括微處理器2、復(fù)位和監(jiān)視電路4、限幅電路6和電源電壓整流器8的系統(tǒng)的框圖。限幅電路6把交流電源電壓M轉(zhuǎn)變成示于圖2中的第二脈沖鏈P2。第二脈沖鏈P2加在微處理器2的數(shù)據(jù)輸入10和復(fù)位與監(jiān)視電路4的第一輸入12。微處理器2在軟件控制下復(fù)制第二脈沖鏈P2從而在數(shù)據(jù)輸出14上產(chǎn)生示于圖2的第一脈沖鏈P1。第一脈沖鏈P1相對于第二脈沖鏈P2有一小的滯后量dT。第一脈沖鏈P1的形狀取決于軟件。滯后量dT可能較大，同時(shí)第一脈沖鏈P1的占空比也可能不同于第二脈沖鏈P2的占空比，它也取決于所用的復(fù)位和監(jiān)視電路4。然而兩個(gè)脈沖鏈P1和P2的周期相同。復(fù)位和監(jiān)視電路4還有一第二輸入16和復(fù)位輸出18，前者接在微處理器2的數(shù)據(jù)輸出14上，后者提供微處理器2的復(fù)位輸入20一復(fù)位信號RST。當(dāng)?shù)诙}沖鏈P2和第一脈沖鏈P1發(fā)生的同步受到干擾時(shí)，復(fù)位和監(jiān)視電路4產(chǎn)生一復(fù)位信號。如果第一脈沖鏈P1暫時(shí)消失或由于微處理器2中的干擾的結(jié)果有一過量的時(shí)間延遲，就有可能出現(xiàn)這種情況。也可能使用任何用簡單RC振蕩器產(chǎn)生的周期信號來代替限幅交流電源電壓，其頻率和/或占空比不必滿足任何精度的要求，只要微處理器2能夠追隨并復(fù)制其邊緣。復(fù)位和監(jiān)視電路4可以以各種方式構(gòu)造。根據(jù)脈沖鏈之間的相位關(guān)系，符合電路，比如邏輯AND(與)或XOR(異或)電路是適宜的。
圖3畫出一個(gè)電路的電路圖，它使用三個(gè)比較器把復(fù)位和監(jiān)視電路4和限幅電路6結(jié)合在一起。交流電源電壓M由串連電阻22和兩個(gè)反并連二極管24和26限幅，由串連電阻28和電容30組成的RC濾波器濾除RF干擾，然后加在比較器34的倒向輸入端32上。比較器34的非反向輸入36端接地。比較器34的輸出38通過一上拉電阻40接在電源電壓正極并供給第二脈沖鏈P2，其電壓在地電位和正電源電壓之間交變。輸出38接在復(fù)位和監(jiān)視電路4的第一輸入端12上同時(shí)也連在微處理器2的數(shù)據(jù)輸入端10上。
從微處理器2的數(shù)據(jù)輸出14來的第一脈沖鏈P1出現(xiàn)在復(fù)位和監(jiān)視電路4的第二輸入端16上，并通過一耦合電容42加在比較器46的倒向輸入端44上。倒向輸入端44通過二極管48和電阻50接地。二極管48在第一脈沖鏈P1的負(fù)向?qū)?。于是第一脈沖鏈P1的相對低的信號基本固定于地電位。比較器46的非倒向輸入端52通過電阻54接地并通過電阻56接電源電壓正極。電阻54和56的作用為分壓器，它給比較器46的非倒向輸入52提供一參考電壓Vref。輸出58提供監(jiān)視信號Vwd，只要第一脈沖鏈P1存在，它相對于第一脈沖鏈?zhǔn)欠聪嗟摹Ｈ绻谝幻}沖鏈P1消失，電阻50保證倒向輸入44上的電壓與地電位相等，而不管數(shù)據(jù)輸出14上的直流電平。當(dāng)?shù)谝幻}沖鏈P1被中斷時(shí)，輸出58趨向于獲得相對高的信號電平。輸出58通過一上拉電阻60和與之并聯(lián)的濾波電容62接在正電源電壓上。輸出58進(jìn)一步通過二極管64接在第一輸入12上因此也接在比較器34的輸出38上。二極管64的陰極位于輸出38一邊。比較器34因此可以在比較器46的輸出58處于高信號電平時(shí)通過二極管64將輸出58拉到地電位。
圖中電路還包括一比較器66，其非倒向輸入68接受參考電壓Vref，而其倒向輸入70接在輸出58上。比較器66有一輸出72，其通過一上拉電阻74接在電源正電壓上。復(fù)位輸出18接在輸出72上，當(dāng)輸出58處于高信號電平時(shí)提供一低電平有效復(fù)位信號RST。在第一脈沖鏈P1消失時(shí)就是這種情況。在任何其它情況下，監(jiān)視信號Vwd和第二脈沖鏈處于相位相反的狀態(tài)。如果監(jiān)視信號Vwd處于高電位而信號鏈P2處于低電位，比較器34將通過二極管64把輸出58拉到地電位。倒向輸入70因而變低，復(fù)位不會(huì)受到影響。如果監(jiān)視信號Vwd處于低電位而第二脈沖鏈P2處于高電位，比較器34將通過二極管64將輸出58拉到地電位。非倒向輸入70變低，復(fù)位不受影響。如果監(jiān)視信號Vwd處于低電位，而第二脈沖鏈P2處于高電平，二極管64將被切斷，非倒向輸入70將變低，復(fù)位仍不受影響。濾波電容器62去除非倒向輸入70上產(chǎn)生的短時(shí)信號尖峰，它是由于在微處理器2上的計(jì)算時(shí)間所產(chǎn)生的第二脈沖鏈P2和第一脈沖鏈P1之間時(shí)延的結(jié)果。通過對比較器容66的非倒向輸入68和非倒向輸入70的交互充電可以得到一高電平有效復(fù)位信號。
該電路還有一電源打開復(fù)位功能。當(dāng)供給電源電壓時(shí)，第一脈沖鏈P1尚不能用，以便當(dāng)比較器34的輸出38處于高電位時(shí)比較器46的輸出58有可能也處于高電位。
本發(fā)明公開的系統(tǒng)非常適用于交流電源供電的電器。圖4示出第一個(gè)例子。電熨斗76的熨板78可加熱到由旋轉(zhuǎn)扭80設(shè)定的溫度。分隔室82中的微處理器根據(jù)旋轉(zhuǎn)扭80的設(shè)定控制熨板78的溫度。圖5示出另一微處理器控制的真空吸塵器84的應(yīng)用。微處理器除了別的功能之外特別執(zhí)行安置在電動(dòng)機(jī)殼88或其它任何位置的控制元件86的命令。
權(quán)利要求
1.一種包括微處理器(2)和復(fù)位和監(jiān)視電路(4)的系統(tǒng)，微處理器(2)產(chǎn)生一脈沖鏈(P1)以指明微處理器(2)的正確操作而復(fù)位和監(jiān)視電路(4)產(chǎn)生一復(fù)位信號(RST)以響應(yīng)脈沖鏈(P1)產(chǎn)生的不規(guī)則變化，其特征在于，脈沖鏈?zhǔn)俏⑻幚砥?2)適當(dāng)編程而產(chǎn)生的第一脈沖鏈(P1)，基本上是被微處理器(2)接受的第二脈沖鏈(P2)的同步派生脈沖鏈，復(fù)位和監(jiān)視電路(4)調(diào)整到接收(12，16)第一脈沖鏈(P1)和第二脈沖鏈(P2)并根據(jù)第一脈沖鏈(P1)和第二脈沖鏈(P2)產(chǎn)生的同步被干擾時(shí)提供復(fù)位信號(RST)。
2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二脈沖鏈(P2)由交流電源電壓(M)導(dǎo)出。
3.權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)位和監(jiān)視電路(4)包括一符合電路(46，64)，其用于在第一脈沖鏈P1和第二脈沖鏈P2的脈沖邊緣間的時(shí)間超過預(yù)定時(shí)限時(shí)供給復(fù)位信號(RST)。
4.權(quán)利要求2和3中所述的系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括用于比較第一脈沖鏈(P1)的瞬時(shí)值與第一參考電壓(Vref)的第一比較器(46)，它具有第一輸出(58)以提供第一脈沖鏈(Vwd)，其相對于第一脈沖鏈(P1)來說是相反的；用于比較限幅交流電源電壓(M)的瞬時(shí)值與第二參考電壓的第二比較器(34)，它具有第二輸出(38)來提供第二脈沖鏈(P2)；接在第一輸出(58)和第二輸出(38)之間的二極管(64)；第三比較(66)器，它具有用以接收第一參考電壓(Vref)的第一輸入(68)和耦合第一輸出(58)的第二輸入(70)。
5.權(quán)利要求4中所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一低通濾波器(60，62)用以濾除從第一比較器(46)的第一輸出(58)到第三比較器(66)的第二輸入(70)之間的信號轉(zhuǎn)移。
6.交流電源微處理器控制的電器(76，84)，其特征在于，該電器包括-交流電源電力負(fù)載；-控制電力負(fù)載控制功能(80，86)的微處理器；-用于將微處理器復(fù)位的復(fù)位和監(jiān)視電路；-組成權(quán)利要求1、2、3、4或5中所述系統(tǒng)的一部分的微處理器和復(fù)位和監(jiān)視電路。
7.權(quán)利要求6中所述電器，其特征在于，該電器是一組電器，包括電熨斗(76)、咖啡具、電茶壺、炸鍋、烤爐、烹調(diào)爐、電爐、烤架、微波爐、平頂鍋、家用取暖設(shè)備、輻射加熱器，風(fēng)扇加熱器、頭發(fā)吹干器、卷發(fā)器、面包烘烤器、三明治烘烤器、電熱毯、吸塵器(84)、咖啡豆磨碎機(jī)、榨汁機(jī)、混合機(jī)、電扇、定時(shí)器、日光治療器、剃須刀、音頻和視頻設(shè)備和計(jì)算機(jī)。
全文摘要
一包括微處理器(2)和復(fù)位和監(jiān)視電路(4)的系統(tǒng)，微處理器(2)產(chǎn)生第一脈沖鏈(P1)指示微處理器(2)的正確操作，復(fù)位和監(jiān)視電路(4)產(chǎn)生一復(fù)位信號(RST)以響應(yīng)第一脈沖鏈(P1)產(chǎn)生的不規(guī)則變化。第一脈沖鏈(P1)基本上是第二脈沖鏈(P2)的同步拷貝，后者被微處理器(2)所接收，且最好是限幅交流電源電壓信號(M)，其拷貝是由微處理器(2)的適當(dāng)遍程產(chǎn)生。復(fù)位和監(jiān)視電路(4)接收第一脈沖鏈(P1)和第二脈沖鏈(P2)并在第一脈沖鏈和第二脈沖鏈發(fā)生的同步受干擾時(shí)提供復(fù)位信號(RST)。
文檔編號G06F11/30GK1126522SQ95190269
公開日1996年7月10日 申請日期1995年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月6日
發(fā)明者H·馬里納斯 申請人:菲利浦電子有限公司