本實(shí)用新型涉及一種防死機(jī)電路，特別涉及一種分立元件組成的防單片機(jī)死機(jī)電路。

背景技術(shù)：

在帶單片機(jī)控制的家電產(chǎn)品中，由于單片機(jī)的工作常常會(huì)受到來自外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，造成程序的跑飛，使單片機(jī)產(chǎn)生死機(jī)從而使控制的系統(tǒng)陷入癱瘓停滯、無法自動(dòng)恢復(fù)到可控的狀態(tài)，并可能會(huì)發(fā)生不可預(yù)料的后果，比如加熱不停溫度失控、馬達(dá)無法停止轉(zhuǎn)動(dòng)等，所以，有必要對(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生死機(jī)即及時(shí)強(qiáng)制復(fù)位，以防止意外的安全事故發(fā)生。

傳統(tǒng)的單片機(jī)防死機(jī)措施有軟件看門狗或硬件看門狗芯片來實(shí)現(xiàn)。軟件看門狗是利用在主程序中加入清看門狗計(jì)數(shù)器指令，當(dāng)程序跑飛或陷入死循環(huán)后，看門狗定時(shí)器會(huì)溢出并強(qiáng)行復(fù)位單片機(jī)，但這種軟件看門狗復(fù)位方式并非完全可靠，而且必須基于總中斷響應(yīng)功能正常的前提下。如果單片機(jī)本身抗干擾性能較差，當(dāng)程序在執(zhí)行某一中斷響應(yīng)子程序(此時(shí)總中斷響應(yīng)功能被關(guān)閉)，系統(tǒng)突然收到強(qiáng)烈的干擾出現(xiàn)程序跑飛，PC指針飛躍過中斷子程序返回指令剛好落在主程序指令字節(jié)上且堆棧也不溢出，使主程序依然可以正常繼續(xù)運(yùn)行。此時(shí)清看門狗計(jì)數(shù)器指令依然可以正常進(jìn)行，但總中斷響應(yīng)卻仍處于關(guān)閉無法再響應(yīng)而導(dǎo)致各種中斷失效。另外，強(qiáng)干擾電平甚至還會(huì)造成看門狗寄存器內(nèi)原先設(shè)置看門狗有效的指令參數(shù)因?yàn)閿?shù)據(jù)被篡改成無效，也會(huì)導(dǎo)致看門狗復(fù)位功能的失效。

在一些要求抗干擾性能較高的家電或工業(yè)電器領(lǐng)域，往往采用專門的硬件看門狗芯片，其工作原理是單片機(jī)死機(jī)時(shí)因?yàn)闊o法再提供脈沖信號(hào)給看門狗芯片、看門狗芯片即由原先輸出高電平切換為輸出單片機(jī)復(fù)位所需要的低電平脈沖復(fù)位信號(hào)，將單片機(jī)復(fù)位并使程序得以從頭重新正常運(yùn)行，但是專用看門狗芯片成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種采用分立元件電路代替硬件看門狗專用芯片的防單片機(jī)死機(jī)電路，上述防單片機(jī)死機(jī)電路采用了普通常用器件，不受專用芯片可能的貨源供應(yīng)緊張的影響，能很好的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的可靠運(yùn)行與控制。

本實(shí)用新型所提供的一種防單片機(jī)死機(jī)電路，用于與單片機(jī)相連，所述防單片機(jī)死機(jī)電路包括電容C1-C3、二極管D1、D2、三極管Q1、Q2；所述電容C1的一端與單片機(jī)的I/O腳相連，另一端與二極管D1的陰極相連，所述二極管D1的陽極與三極管Q1的發(fā)射極相連，所述三極管Q1的基極與二極管D2的陰極相連，所述二極管D2的陽極連接于二極管D1的陰極與電容C1的節(jié)點(diǎn)，所述二極管D1的陽極與二極管D2的陰極之間連接有電容C2，所述三極管Q1的集電極通過一電阻R2與直流電壓VDD相連，所述三極管Q1的集電極還通過電容C3與三極管Q2的基極相連，所述三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q1的發(fā)射極均接地，集電極通過電阻R3與直流電壓VDD相連，所述三極管Q2的集電極還直接與單片機(jī)的RESET腳相連。

進(jìn)一步的，所述防單片機(jī)死機(jī)電路還包括電阻R1，所述電阻R1連接于三極管Q1的集電極與電阻R2之間，所述三極管Q1的集電極還通過電阻R1與電容C3相連。

進(jìn)一步的，所述防單片機(jī)死機(jī)電路還包括電容C4，所述三極管Q2的集電極與電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)連接于電容C4的一端，所述電容C4的另一端接地。

其中，所述三極管Q1為耐壓大于直流電壓VDD的NPN三極管。

其中，所述三極管Q2為耐壓大于直流電壓VDD的NPN三極管。

上述防單片機(jī)死機(jī)電路采用電阻R2、電容C3及三極管Q2組成的RESET腳低電平延時(shí)觸發(fā)電路，實(shí)現(xiàn)了初始上電或單片機(jī)死機(jī)時(shí)(此時(shí)三極管Q1截止)先輸出短時(shí)間低電平復(fù)位信號(hào)之后回復(fù)高電平(即：產(chǎn)生低電平脈沖信號(hào))，進(jìn)而達(dá)到使單片機(jī)重啟程序的目的，整個(gè)防單片機(jī)死機(jī)電路采用分立元件組成，成本較低。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖；

圖1是本實(shí)用新型一款防單片機(jī)死機(jī)電路的較佳實(shí)施方式的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

首先，在對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述之前，有必要對(duì)本文中出現(xiàn)的一些術(shù)語進(jìn)行解釋。例如：

本文中若出現(xiàn)使用“第一”、“第二”等術(shù)語來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)由這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個(gè)元件和另一個(gè)元件。因此，“第一”元件也可以被稱為“第二”元件而不偏離本實(shí)用新型的教導(dǎo)。

另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)提及一元件“連接”或者“聯(lián)接”到另一元件時(shí)，其可以直接地連接或直接地聯(lián)接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當(dāng)提及一元件“直接地連接”或“直接地聯(lián)接”到另一元件時(shí)，則不存在中間元件。

在本文中出現(xiàn)的各種術(shù)語僅僅用于描述具體的實(shí)施方式的目的而無意作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出，則單數(shù)形式意圖也包括復(fù)數(shù)形式。

當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”和/或“包括有”時(shí)，這些術(shù)語指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個(gè)以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。

關(guān)于實(shí)施例：

請(qǐng)參見圖1，圖1是本實(shí)用新型一種防單片機(jī)死機(jī)電路實(shí)施方式的電路圖。所述防單片機(jī)死機(jī)電路的較佳實(shí)施方式包括電容C1-C4、二極管D1、D2、三極管Q1、Q2及電阻R1-R3。

所述電容C1的一端與單片機(jī)的I/O腳相連，另一端與二極管D1的陰極相連，所述二極管D1的陽極與三極管Q1的發(fā)射極相連，所述三極管Q1的基極與二極管D2的陰極相連，所述二極管D2的陽極連接于二極管D1的陰極與電容C1的節(jié)點(diǎn)，所述二極管D1的陽極與二極管D2的陰極之間連接有電容C2。

所述三極管Q1的集電極依次通過電阻R1與R2與直流電壓VDD相連，所述電阻R1與R2之間的節(jié)點(diǎn)通過電容C3與三極管Q2的基極相連，所述三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q1的發(fā)射極均接地，集電極通過電阻R3與直流電壓VDD相連，所述三極管Q2的集電極還直接與單片機(jī)的RESET腳相連。所述三極管Q2的集電極與電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)連接于電容C4的一端，所述電容C4的另一端接地。

本實(shí)施方式中，所述二極管D1、D2及電容C2組成整流電路，用于將來自單片機(jī)的I/O腳的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓。

下面將對(duì)上述防單片機(jī)死機(jī)電路的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明：

上電初始，所述三極管Q1截止，電容C3內(nèi)無存儲(chǔ)電量，直流電壓VDD經(jīng)過電阻R2、電容C3、三極管Q2的基極與發(fā)射極構(gòu)成充電回路，以使得直流電壓VDD向電容C3充電，所述三極管Q2因?yàn)槠浠鶚O有充電電流而導(dǎo)通，其集電極為低電平，從而將單片機(jī)的RESET腳拉低，使單片機(jī)上電復(fù)位。當(dāng)所述電容C3被充滿電后，三極管Q2因?yàn)槠浠鶚O的充電電流消失而截止，使單片機(jī)的RESET腳變?yōu)楦唠娖蕉绦蛑貑ⅰ?/p>

當(dāng)單片機(jī)正常工作后，通過程序設(shè)計(jì)令其I/O腳輸出脈沖波形，經(jīng)電容C1耦合給二極管D1、D2及電容C2組成的整流電路轉(zhuǎn)化為直流高電平，控制三極管Q1進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)之前充滿電的電容C3經(jīng)電阻R1、三極管Q1放電通道放電，為下次充電做準(zhǔn)備。

當(dāng)單片機(jī)發(fā)生死機(jī)時(shí)，將無法向電容C1輸出脈沖波形，三極管Q1因其基極缺乏高電平而截止。所述直流電壓VDD經(jīng)過電阻R2、電容C3及三極管Q2的基極與發(fā)射極形成回路，進(jìn)而可向電容C3進(jìn)行充電，所述三極管Q2因?yàn)榛鶚O有充電電流而再次導(dǎo)通，從而將單片機(jī)的RESET腳拉低復(fù)位。當(dāng)所述電容C3充滿電后，所述三極管Q2因?yàn)榛鶚O充電電流消失而再次截止，使單片機(jī)的RESET腳變?yōu)楦唠娖蕉貑?nèi)部程序，從而恢復(fù)正常的程序運(yùn)行。

本實(shí)用新型所述的防單片機(jī)死機(jī)電路適用于所有帶外部RESET復(fù)位功能、有強(qiáng)抗干擾要求的單片機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)單片機(jī)被強(qiáng)干擾陷入死機(jī)后可以利用本硬件電路自行復(fù)位并恢復(fù)正常的程序運(yùn)行。其中，所述電阻R1起到限流的作用，其用于防止電容C3放電時(shí)燒壞三極管Q1，所述電容C4為單片機(jī)的RESET腳抗干擾電容，所述三極管Q1、Q2取耐壓大于VDD的任一NPN三極管均可。需要說明的是，本實(shí)用新型所述的防單片機(jī)死機(jī)電路使用時(shí)必須先將單片機(jī)設(shè)置為外部復(fù)位模式，如果誤將單片機(jī)的RESET腳設(shè)置為I/O口功能，則本電路將起不到復(fù)位單片機(jī)的作用。另外，所述電阻R2及電容C3的選值決定了所產(chǎn)生的單片機(jī)低電平復(fù)位時(shí)間長(zhǎng)短，通常取200ms～300ms即可。

上述防單片機(jī)死機(jī)電路采用電阻R2、電容C3及三極管Q2組成的RESET腳低電平延時(shí)觸發(fā)電路，實(shí)現(xiàn)了初始上電或單片機(jī)死機(jī)時(shí)(此時(shí)三極管Q1截止)先輸出短時(shí)間低電平復(fù)位信號(hào)之后回復(fù)高電平(即：產(chǎn)生低電平脈沖信號(hào))，給RESET腳的方式進(jìn)而使單片機(jī)可以重啟程序。同時(shí)，本實(shí)用新型所述的防單片機(jī)死機(jī)電路巧妙利用了單片機(jī)運(yùn)行正常時(shí)其I/O腳輸出持續(xù)不斷的脈沖信號(hào)使三極管Q1導(dǎo)通，從而將之前充滿電的電容C3經(jīng)過電阻R1及三極管Q1放電，為下一次的充電產(chǎn)生單片機(jī)低電平脈沖復(fù)位信號(hào)做準(zhǔn)備，這是任何時(shí)候都可以產(chǎn)生低電平復(fù)位脈沖的前提，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用分立元件組成的電路實(shí)現(xiàn)了專用看門狗芯片所具備的對(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及復(fù)位的功能。

以上僅為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。