微控制器的应用领域相当广泛,工业过程控制、智能化仪表、环境监测、汽车电器、家用电器等都可以看到MCU的身影。对于一块MCU来说,其数字逻辑功能的实现是首要的。但是,保障其安全可靠远行的监控电路和时钟系统也非常关键。现在的系统监控电路向着多功能系统级发展,从早期仅有的电压监测,发展到后来的看门狗、数据保护等功能。系统时钟也由单一的外部时钟输入发展到外接晶体振荡时钟源、内部振荡时钟源。本课题的目的就是为一款MCU芯片设计复位系统电路和多模式可配置时钟源电路。在分析中外文献片内电源监控、程序监控和各种时钟产生电路设计的基础上,设计了本文电路:1.采用带隙电压比较器检测电源电压的上电复位和欠压检测电路,在电源电压达到安全工作点时,产生一个复位脉冲,为系统初始化赋值。当电源电压下降时,将系统锁定,避免错误发生。上电复位电压点和欠压检测电压点单独可调;2.分时复用的看门狗、上电延时定时器和晶体振荡起振定时器,可以在编程时对看门狗定时长度在18ms-2.3s之间设定;3.具备滤除干扰信号的外部复位电路,响应外部50ns以上的复位信号,并保证对内产生一个不低于200ns的复位信号;4.设计了一个20MHz的皮尔斯晶体振荡电路,为系统提供高精度时钟信号;5.具备精度可以数字微调的4MHz片内RC振荡器,采用一种新颖的带隙基准电压源做参考,使用PTAT电流和CTAT电流叠加的形式获得温度特性很好的电流,采用双比较器对称结构设计以消除比较器迟滞对时钟精度的影响,获得精度很高的时钟,并且在电路物理实现以后还可对频率进行微调,最终达到频率精确度在±1%以内。本设计基于华晶上华的0.5μm CMOS工艺。对电路仿真分析表明,本文设计的复位系统电路和时钟源电路符合设计要求,达到了设计目的。现已应用于一块MCU芯片投片。