[发明专利]低功耗延时可编程的上电复位方法及电路

说明书

技术领域

本发明属电学领域，涉及一种上电复位方法及电路，尤其涉及一种CMOS集成电路中电源管理电路的上电复位方法及电路。

背景技术

在电源管理电路中，上电复位电路Power On Reset(POR)来为电路提供复位信号，用来检测电源电压是否达到使供电电路的正常工作。上电复位电路被用来保证电路在上电初期，不会因为电源电压的不稳定而使系统发生错误。通常情况下，要求上电复位电路在电源电压超过检测阈值后能够提供一定的延迟时间输出有效信号，以确保电路在稳定的电源电压条件下工作。

图1所示为目前常见的上电复位电路示意图，电路主要由电压检测电路，延迟单元和输出缓冲级构成。其中电压检测电路用来对电源电压的上电情况进行检测，延时单元通过对电容C0充电起到延时作用，输出缓冲级放大延时电路的输出输出信号并作为上电复位电路的输出。

上电复位电路的上电过程如图2所示，在电源电压VDD上电过程中，当电源电压超过电压检测电路的阈值VDET1时，电压检测电路输出V_det点由逻辑低电平变为逻辑高电平；延时单元开始工作，向电容C0充电，V_delay点电压波形如图2所示；当V_delay点电压高于输出缓冲级电路的阈值电压VTH+后，施密特触发器的输出POR_RESET由逻辑低电平变为逻辑高电平信号。如图2中POR_RESET点波形在电源电压高于检测电压VDET1后，延时Tdelay时间后，上电复位电路的输出POR_RESET由逻辑低电平变为逻辑高电平信号。

电源电压下降时，当电源电压低于VDET2，V_det信号由逻辑高电平变为逻辑低电平，延时单元放电，放电时间迅速，远小于充电时间，V_delay点电压变低，放电时间迅速，远小于充电时间，因此经过很小的一个延时后该点电压小于输出缓冲级电路由高变低的阈值电压VTH-，上电复位电路的输出POR_RESET变为低电平信号。

图1所示的上电复位电路，如果采用片内集成的电阻和电容来实现延时，因为片上电容密度非常小，在版图面积合理的情况下只能实现pf级电容，无法达到毫秒量级的延迟。这就需要在片外采用nF级别或者uF级别的电容来实现延迟，这样做的缺陷是增加了一个封装管脚和外围器件的数量；同时，因为片上的电阻电容值大小是固定的，很难通过编程的方法来改变上电复位电路的延时。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种在不增加外部元件的情况下使上电复位电路实现较大的延时并可实现编程化操作的低功耗延时可编程的上电复位电路。

本发明的技术解决方案是：

一种低功耗延时可编程的上电复位方法，包括以下步骤：

1】通过n比特输入的控制端Ctrl对可编程计数器的计数值m进行编程；

2】振荡器产生振荡周期为T1的脉冲波形信号给可编程计数器；

3】当电源电压高于阈值时，可编程计数器开始对振荡器产生的脉冲波形信号进行计数；

4】当可编程计数器的计数值达到设定值后，可编程计数器输出由逻辑低电平变为逻辑高电平；

5】对可编程计数器的输出信号具有锁存和清零功能的输出缓冲电路的输出由逻辑低电平变为逻辑高电平作为上电复位信号；

6】用输出缓冲电路输出的逻辑高电平关闭振荡器和可编程计数器。

一种低功耗延时可编程的上电复位电路，包括电压检测电路以及输出缓冲电路；所述电压检测电路的输入端接电源电压VDD，接地端接地；其特殊之处在于：还包括振荡器、可编程计数器以及反相器；电压检测电路的输出端V_det接计数器的使能端EN_CNT，同时接输出缓冲电路的控制输入端，用于控制输出缓冲电路的工作；振荡器的输出端Freq_out接可编程计数器的输入端，振荡器的使能端EN_OSC接输出缓冲电路的输出端POR_RESET经反相器后的信号；可编程计数器具有一个对计数值进行编程的n比特输入的控制端Ctrl；可编程计数器的输出端V_ctrl接输出缓冲电路的输入端。

上述输出缓冲电路是能实现锁存功能的触发器电路或锁存器电路。

上述输出缓冲电路是D触发器电路；D触发器电路的信号输入端D接电源电压VDD；电压检测电路的输出端V_det通过反相器后接D触发器电路的复位端Reset；D触发器电路输出端Q经反相器后接振荡器的使能端EN_OSC；可编程计数器的输出端V_ctrl接D触发器电路的时钟输入端CLK。

本发明的优点是：