專利名稱：一種具有電源管理功能的看門狗電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種看門狗電路，具體說是涉及一種具有電源管理功能的看門狗電路。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備的可靠性一直以來是工程師追求的目標(biāo)，尤其是在野外應(yīng)用中，常常由于雷電干擾、電壓不穩(wěn)等原因造成微處理器程序跑飛或死機(jī)等問題，導(dǎo)致了設(shè)備工作異常。為了保證微處理器在受到干擾后能夠自動(dòng)恢復(fù)正常，一般在電路中會(huì)增加看門狗電路或在程序中增加看門狗軟件，以期檢測(cè)到系統(tǒng)工作異常時(shí)，對(duì)微處理器執(zhí)行復(fù)位，使其能夠盡快恢復(fù)，對(duì)無人值守的設(shè)備尤為重要。為此，國內(nèi)專家進(jìn)行了深入研究，發(fā)明了各種新型的看門狗電路。 ZL200510000229. 6公開了一種看門狗電路，可實(shí)現(xiàn)看門狗電路的定時(shí)復(fù)位時(shí)間可調(diào)，同時(shí)降低邏輯器件實(shí)現(xiàn)成本。ZL200810225504. 8發(fā)明了一種實(shí)現(xiàn)看門狗功能的可編程邏輯電路，在無人值守的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在發(fā)生異常或死機(jī)時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)，達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的目的。ZL200810066973. X提出了一種嵌入式設(shè)備中監(jiān)控看門狗的實(shí)現(xiàn)方法，通過軟件硬件相互結(jié)合上電握手和監(jiān)控方式，在同一個(gè)系統(tǒng)中FPGA與CPU相互監(jiān)控，出異常后互相能夠復(fù)位對(duì)方。ZL200910111130. I發(fā)明了一種嵌入式系統(tǒng)中看門狗的控制電路，能有效地實(shí)現(xiàn)看門狗電路的控制，在需要屏蔽看門狗電路時(shí)屏蔽其功能，在需要激活看門狗時(shí)激活其功能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的特點(diǎn)，但該電路在屏蔽看門狗時(shí)僅采用單一電平，在上電復(fù)位及工作異常時(shí)容易出現(xiàn)誤屏蔽情況，應(yīng)用系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)較大。通常，通過微處理器的復(fù)位引腳實(shí)現(xiàn)的復(fù)位重啟，稱為熱啟動(dòng)；通過對(duì)微處理器的電源進(jìn)行斷電和上電的操作實(shí)現(xiàn)復(fù)位重啟，成為冷啟動(dòng)。由于微處理器的啟動(dòng)過程受多種因素影響，熱啟動(dòng)的復(fù)位操作有時(shí)會(huì)失效，此時(shí)，就需要采用冷啟動(dòng)方式進(jìn)行復(fù)位操作，但現(xiàn)有的看門狗電路對(duì)微處理器的復(fù)位操作以熱啟動(dòng)為主，因此，急需一種既有熱啟動(dòng)復(fù)位、又有冷啟動(dòng)控制的看門狗電路，以滿足現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有電源管理功能的看門狗電路，克服了現(xiàn)有看門狗電路不能實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)功能的不足。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案和措施是
看門狗電路由有8個(gè)引腳的可編程器件U1、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、按鈕開關(guān)SI、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容Cl組成，其中
可編程器件Ul的引腳I與按鈕開關(guān)SI的一端相連；
可編程器件Ul的引腳2與電阻R4相連后，再與看門狗電路使能控制輸入端EN相連； 可編程器件Ul的引腳3通過與電阻R6相連后，再與看門狗電路的喂狗信號(hào)輸入端WDI相連；
可編程器件Ul的引腳4接地；
可編程器件Ul的引腳5與復(fù)位信號(hào)輸出端nRST相連；
可編程器件Ul的引腳6 PCON端為控制輸出端，控制被監(jiān)控的微處理器的電源開或關(guān)狀態(tài)，通過與電阻R5相連后與再與NPN三極管Q3的基極相連；
可編程器件Ul的引腳8與電容Cl相連后接地，引腳8與電容Cl相連的接點(diǎn)上連接有看門狗電路的工作電源VDDl ；
NPN三極管Q3發(fā)射極接地，集電極通過與電阻R3相連后再與PNP三極管Q2基極相連，電阻R3與PNP三極管Q2基極相連的節(jié)點(diǎn)上連接電阻R2后再連接電源輸入端VDD2 ；
PNP三極管Q2的集電極分別與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極相連，同時(shí)PNP三極管Q2的集 電極與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極相連的節(jié)點(diǎn)上連接電阻R7接地；PNP三極管Q2發(fā)射極與電源輸入端VDD2相連；
P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極與電源輸入端VDD2相連；P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極與電源VDD3相連；
可編程器件Ul的引腳I與按鈕開關(guān)SI的節(jié)點(diǎn)以及可編程器件Ul的引腳8與電容Cl相連的節(jié)點(diǎn)之間，連接有電阻Rl。所述的看門狗電路，通過電源VDD3、喂狗信號(hào)輸入端WDI、使能控制輸入端EN、復(fù)位信號(hào)輸出端nRST與被監(jiān)控的微處理器相連。所述電源VDD3為被監(jiān)控的微處理器的工作電源，受看門狗電路控制。所述可編程器件Ul為單片機(jī)或FPGA器件。所述按鈕開關(guān)SI作為手動(dòng)復(fù)位鍵。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器出現(xiàn)工作異常，未及時(shí)輸出喂狗信號(hào)WDI到可編程器件Ul的引腳3，接著可編程器件Ul的引腳5 nRST輸出一個(gè)復(fù)位脈沖，強(qiáng)制被監(jiān)控的微處理器執(zhí)行熱啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一般看門狗的功能。若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，被監(jiān)控的微處理器仍沒有輸出喂狗信號(hào)，說明熱啟動(dòng)無法讓其恢復(fù)正常，可編程器件Ul的引腳6 PCON端將輸出高電平，讓NPN三極管Q3和PNP三極管Q2飽和導(dǎo)通，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql截止，強(qiáng)制將被監(jiān)控的微處理器的電源VDD3與電源輸入端VDD2斷開；經(jīng)過一段時(shí)間后(時(shí)間可設(shè)定)，可編程器件Ul的引腳6 PCON端輸出低電平，讓NPN三極管Q3和PNP三極管Q2截止，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql飽和導(dǎo)通，重新接通電源，從而完成一次冷啟動(dòng)的過程。電源輸入端VDD2與看門狗電路的工作電源VDDl分開，可以從系統(tǒng)中不同的供電路徑取電，使用更加靈活。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器進(jìn)入低功耗前，輸出三個(gè)脈沖信號(hào)到看門狗電路的使能控制輸入端EN，并保持低電平，以禁止看門狗功能，此時(shí)看門狗電路將在一段時(shí)間(時(shí)間可設(shè)定)內(nèi)不再檢測(cè)喂狗信號(hào)，也不輸出復(fù)位信號(hào)。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器低功耗結(jié)束后，輸出三個(gè)脈沖到看門狗電路的使能控制輸入端EN，并保持高電平，以使能看門狗功能。若被監(jiān)控的微處理器在低功耗過程中出現(xiàn)異常，規(guī)定時(shí)間內(nèi)未使能看門狗，復(fù)位信號(hào)輸出端nRST將輸出復(fù)位信號(hào)以強(qiáng)制被監(jiān)控的微處理器進(jìn)行熱啟動(dòng)，從而防止了出現(xiàn)死機(jī)而無法恢復(fù)的問題?？撮T狗電路對(duì)看門狗使能控制輸入端EN的判斷不是單一的高電平、低電平或高阻態(tài)，而是脈沖信號(hào)和高低電平的組合，因此防止了看門狗電路被誤屏蔽的問題。
當(dāng)看門狗電路的工作電源VDDl上電后，看門狗電路將為被監(jiān)控的微處理器完成一次上電復(fù)位。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
采用了可編程器件與幾個(gè)分立元件組成的看門狗電路，在微處理器熱啟動(dòng)無效的情況下，實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)功能，特別適合野外的無人值守設(shè)備使用；電路還兼有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、防止了升級(jí)過程中死機(jī)而無法恢復(fù)的功能。本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明中的所有元件均可采用具有相同或相似功能的其他型號(hào)代替，代替后的電路也屬于本專利保護(hù)范圍。



圖I是本發(fā)明所述看門狗電路的應(yīng)用連接示意圖。圖2是本發(fā)明所述看門狗電路的一個(gè)實(shí)施例硬件電路圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施例。圖I中，Ul為看門狗電路，U2為被監(jiān)控的微處理器，Ul和U2通過VDD3、WDI、EN和nRST相連，其中VDD3為被監(jiān)控的微處理器的工作電源，WDI為喂狗信號(hào)端，EN為使能控制端，nRST為復(fù)位信號(hào)輸出端。圖2中，Ul為可編程器件，Ql為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，Q2為PNP三極管，Q3為NPN三極管，SI為按鈕開關(guān)，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7為電阻、Cl為電容。WDI為看門狗電路的喂狗信號(hào)輸入端，EN為看門狗電路的使能控制輸入端，nRST為復(fù)位信號(hào)輸出端，VDDl為看門狗電路的工作電源，VDD2為電源輸入端，VDD3為被監(jiān)控的微處理器的電源端?？删幊唐骷l的引腳I分別與按鈕開關(guān)SI、電阻Rl —端相連，作為手動(dòng)復(fù)位輸入端；可編程器件Ul的引腳2與電阻R4 —端相連，電阻R4另一端作為看門狗電路的使能控制輸入端；可編程器件Ul的引腳3與電阻R6 —端相連，電阻R6另一端作為看門狗電路的喂狗信號(hào)輸入端；可編程器件Ul的引腳4接地；可編程器件Ul的引腳5為復(fù)位信號(hào)輸出端；可編程器件Ul的引腳6與電阻R5 —端相連；可編程器件Ul的引腳8與看門狗電路的工作電源VDDl相連；電阻R5另一端與NPN三極管Q3基極相連；NPN三極管Q3發(fā)射極接地，集電極與電阻R3 —端相連；電阻R3另一端分別與電阻R2 —端、PNP三極管Q2基極相連；PNP三極管Q2集電極分別與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極、電阻R7 —端相連；PNP三極管Q2發(fā)射極與電源輸入端VDD2相連；P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極與電源輸入端VDD2相連；P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極與電源VDD3相連。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器工作正常，會(huì)連續(xù)不斷地向WDI輸出喂狗信號(hào)，看門狗電路不產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器工作異常，未及時(shí)向WDI端輸出喂狗信號(hào)，可編程器件將輸出一個(gè)復(fù)位脈沖，強(qiáng)制給被監(jiān)控的微處理器執(zhí)行熱啟動(dòng)。若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)(一般設(shè)置為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間的兩倍，確保系統(tǒng)啟動(dòng)已完成)，被監(jiān)控的微處理器仍未向TOI端輸出喂狗信號(hào)，可編程器件的6引腳將輸出高電平，讓Q3和Q2飽和導(dǎo)通，Ql截止，關(guān)閉被監(jiān)控的微處理器的工作電源VDD3 ;經(jīng)過一段時(shí)間后(一般設(shè)置為10秒，使接在VDD3上的濾波電容的殘留電壓為零)，可編程器件6引腳輸出低電平，讓Q3和Q2截止，Ql飽和導(dǎo)通，重新接通電源，從而完成一次冷啟動(dòng)的過程。Ql起到電源開關(guān)的作用；R1、R2為上拉電阻；R4、R6為限流電阻，以保護(hù)可編程器件的I/O 口。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器進(jìn)入升級(jí)狀態(tài)前，輸出三個(gè)脈沖信號(hào)到EN端，并保持低電平，以禁止看門狗功能，此時(shí)可編程器件將在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)(一般設(shè)置為系統(tǒng)升級(jí)時(shí)間的兩倍，確保系統(tǒng)升級(jí)已完成)不再檢測(cè)喂狗信號(hào)，也不輸出復(fù)位信號(hào)。當(dāng)被監(jiān)控的微處理器升級(jí)結(jié)束后，輸出三個(gè)脈沖信號(hào)到EN端，并保持高電平，以使能看門狗功能。若被監(jiān)控的微處理器在升級(jí)過程中出現(xiàn)異常，設(shè)定時(shí)間內(nèi)未使能看門狗，可編程器件將輸出復(fù)位信號(hào)以強(qiáng)制被監(jiān)控的微處理器退出升級(jí)狀態(tài)，從而防止了升級(jí)過程中死機(jī)而無法恢復(fù)的問題。
當(dāng)VDDl上電后，看門狗電路將為被監(jiān)控的微處理器完成一次上電復(fù)位。
權(quán)利要求
1.ー種具有電源管理功能的看門狗電路，其特征是 看門狗電路由有8個(gè)引腳的可編程器件U1、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、按鈕開關(guān)SI、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容Cl組成，其中 可編程器件Ul的引腳I與按鈕開關(guān)SI的一端相連； 可編程器件Ul的引腳2與電阻R4相連后，再與看門狗電路使能控制輸入端EN相連； 可編程器件Ul的引腳3通過與電阻R6相連后，再與看門狗電路的喂狗信號(hào)輸入端WDI相連； 可編程器件Ul的引腳4接地； 可編程器件Ul的引腳5與復(fù)位信號(hào)輸出端nRST相連； 可編程器件Ul的引腳6 PCON端為控制輸出端，控制被監(jiān)控的微處理器的電源開或關(guān)狀態(tài)，通過與電阻R5相連后與再與NPN三極管Q3的基極相連； 可編程器件Ul的引腳8與電容Cl相連后接地，引腳8與電容Cl相連的接點(diǎn)上連接有看門狗電路的工作電源VDDl ； NPN三極管Q3發(fā)射極接地，集電極通過與電阻R3相連后再與PNP三極管Q2基極相連，電阻R3與PNP三極管Q2基極相連的節(jié)點(diǎn)上連接電阻R2后再連接電源輸入端VDD2 ； PNP三極管Q2的集電極分別與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極相連，同時(shí)PNP三極管Q2的集電極與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極相連的節(jié)點(diǎn)上連接電阻R7接地；PNP三極管Q2發(fā)射極與電源輸入端VDD2相連； P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極與電源輸入端VDD2相連；P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極與電源VDD3相連； 可編程器件Ul的引腳I與按鈕開關(guān)SI的節(jié)點(diǎn)以及可編程器件Ul的引腳8與電容Cl相連的節(jié)點(diǎn)之間，連接有電阻Rl。
2.按照權(quán)利要求I所述的ー種具有電源管理功能的看門狗電路，其特征是所述的看門狗電路，通過電源VDD3、喂狗信號(hào)輸入端WDI、使能控制輸入端EN、復(fù)位信號(hào)輸出端nRST與被監(jiān)控的微處理器相連。
3.按照權(quán)利要求I所述的ー種具有電源管理功能的看門狗電路，其特征是所述電源VDD3為被監(jiān)控的微處理器的工作電源，受看門狗電路控制。
4.按照權(quán)利要求I所述的ー種具有電源管理功能的看門狗電路，其特征是所述可編程器件Ul為單片機(jī)或FPGA器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有電源管理功能的看門狗電路?？撮T狗電路由有8個(gè)引腳的可編程器件U1、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、手動(dòng)按鈕開關(guān)S1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1組成?？撮T狗電路通過電源輸出端VDD3、看門狗喂狗信號(hào)輸入端WDI、看門狗使能控制輸入端EN、復(fù)位信號(hào)輸出端nRST與被監(jiān)控的微處理器相連。采用了可編程器件與幾個(gè)分立元件組成的看門狗電路，在微處理器熱啟動(dòng)無效的情況下，實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)功能，特別適合野外的無人值守設(shè)備使用；電路還兼有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和防止了升級(jí)過程中死機(jī)而無法恢復(fù)的功能。
文檔編號(hào)G06F11/00GK102866928SQ201210385929
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者蘇偉達(dá), 吳允平, 李汪彪, 蔡聲鎮(zhèn), 劉華松, 汪培, 胡文倩 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)