[实用新型]一种计算器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及计算器电路，具体涉及复位产生方式与振荡器结构。

背景技术

计算器是最常见的电子产品之一，其特点是带有键盘阵列和LCD显示；采用电池供电，对功耗较为敏感，要求整机耗电低，但在接受键盘命令和执行计算操作时又需要快速响应。同时，对于芯片设计来说，由于外围应用环境各有差别，实际工作条件比较复杂，要求电路有较高的可靠性，在外围应用环境发生突变或恶化时能确保电路继续正常工作。

在电路时钟的选择上，现有技术中采用高频时钟，保证了电路接受键盘命令和进行运算的响应速度较快，但是功耗较大；如果采用低频时钟，电路的功耗得到控制，但是响应速度又无法保证。如果提供了高频和低频两种电路时钟，而高频时钟由一路振荡器构成，低频时钟由高频时钟分频得到，则高频振荡器始终处于工作状态，同样有功耗偏大的缺点。

当电路的外围条件发生突变时，如供电电压发生变化，电路内部的状态可能发生错乱，从而导致功能失效。现有技术中解决这一问题的有效方法就是及时使电路复位。一般的计算器电路都带有上电复位功能，即在系统上电过程中，电路内部产生一复位信号，等上电完成并稳定后，延迟一段时间再解除复位信号，以确保内部各器件实现可靠复位。

上电复位电路只能确保电路在上电过程中可靠复位，但是对于系统运行过程中的电压跌落不起作用。另外，由于上电复位电路对于瞬时的掉电不敏感，如果IC电源地上有大的电解电容，在关机后电还没掉光再上电，就会出现复位不良。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题针对计算器电路的响应速度和功耗对时钟速度的不同要求，以及单一上电复位电路可靠性不足等问题，通过对计算器电路结构的改进，提高系统工作的可靠性，并达到系统响应速度和功耗的平衡。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种计算器电路，包括：

1.键扫描模块，用于扫描键盘的状态；

2.程序处理模块，包括ROM、指令译码及微操作产生电路、ALU、PC定时器、总线交换电路与状态标志电路。ROM接收PC定时器的定时信息，并向总线交换电路与指令译码及微操作产生电路输出指令信息；总线交换电路接收键扫描模块与指令译码及微操作产生电路的输出信号，并从ROM中取指，向ALU输出信号；ALU的输出信号提供给状态标志电路，向总线交换电路提供反馈信号；状态标志电路的输出信号提供给PC定时器，进行程序流程控制。

3.系统切换模块，接收键扫描模块与程序处理模块的输出信号，用于提供系统工作状态或等待状态之间的切换；

4.LCD驱动模块，包括RAM、倍压电路、段译码电路与COM信号产生电路，接收程序处理模块的输出信号，用于驱动LCD显示计算结果。其中，RAM接收总线交换电路的输出信号，向段译码电路提供信号；段译码电路接收RAM与倍压电路的输出信号；COM产生电路接收倍压电路的输出信号；段译码电路与COM产生电路的输出共同驱动LCD。

5.复位模块，接收系统切换模块的输出信号，对系统内的电压进行复位，具体包括上电复位模块与低压复位模块。低压复位电路的输出与上电复位电路的输出依次通过或非门与非门，进行逻辑“或”运算，最后输出为系统复位信号。低压复位电路实现当电源电压跌落到一定幅度时，电路自动复位，同时，对于关机后掉电不完全再上电的情形，低压复位电路也能在掉电时及时对电路复位，从而实现复位的高可靠性。

6.振荡器模块，接收系统切换模块的输出信号，为系统提供高频与低频的时钟频率，具体包括高频振荡器与低频振荡器。低频振荡器中的电阻一端与高频振荡器中电阻一端相连，共同连接电容、反相器与RS触发器，另一端分别连接二选一开关的2个引脚，并通过开关实现高频振荡器与低频振荡器的切换：当键盘实现有效命令时，开关连接高频振荡器，系统采用高频时钟工作，进行运算、产生计算结果并驱动LCD显示，达到较快的响应速度；当系统处于等待状态时，开关连接低频振荡器，系统采用低频时钟工作，等待接收有效命令，大大降低系统耗电，提高电池的使用寿命。

低压复位电路能实现对电源电压的监控，但是它的工作需要建立时间，如果电路的上电时间太快，有可能来不及响应。因此，本实用新型采用上电复位电路输出和低压复位电路输出相或的方法，两种复位产生方式同时起作用，以达到整个系统的高可靠性。同时，通过内部逻辑，产生振荡器的切换选择信号，在键盘接收到有效命令时采用高频时钟工作，在系统处于等待状态时采用低频时钟工作。