專利名稱：燃氣具控制器mcu冗余電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于燃氣具控制器MCU冗余電路，適用于燃氣熱水 器、燃氣壁掛爐等產(chǎn)品控制器中。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，燃氣具的電子控制系統(tǒng)通常采用單片機控制。對單片 機系統(tǒng)運行的監(jiān)控，主要使用WDT IC或內(nèi)部WDT監(jiān)控，這種監(jiān)控主要針對程序運行故障，但 在監(jiān)控單元本身出現(xiàn)故障或單片機系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)電源等硬件失效時，WDT監(jiān)控不起作用 或者單片機不能執(zhí)行安全動作。而且，僅僅采用WDT監(jiān)控的單片機系統(tǒng)不能實現(xiàn)失效模式 下的安全鎖定，致使燃氣具在失效時有燃氣泄漏的危險，可靠性不高等缺陷。為克服這些缺 陷，對燃氣具控制器MCU冗余電路進行了研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種燃氣具控制器MCU冗余電
路，它能防止燃氣具控制器失效時燃氣泄漏，有效地提高燃氣具的可靠性。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是它包括第二電源電路、監(jiān)控MCU、第二
燃氣閥驅(qū)動電路、第一電源電路、主控MCU、第一燃氣閥驅(qū)動電路，第一電源電路的直流輸出
端與主控MCU中的電源端電聯(lián)接，第二電源電路的直流輸出端與監(jiān)控MCU中的電源端電聯(lián)
接，監(jiān)控MCU中的第二I/0口聯(lián)接第一反向器的輸入端，第一反向器的輸出瑞與主控MCU中
的MCLR端聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第一 I/O 口與主控MCU中產(chǎn)生固定頻率方波脈沖信號的第一
I/O 口聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第三I/O 口聯(lián)接第二反向器的輸入端，第二反向器的輸出端與第
二燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián)接，主控MCU中的第二I/0口聯(lián)接第三反向器的輸入瑞，第三反向器的
輸出端與第一燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián)接，第一燃氣閥驅(qū)動電路與第二燃氣閥驅(qū)動電路串聯(lián)后與
燃氣具中燃氣閥電聯(lián)接。 所述的主控MCU的時鐘由主控MCU內(nèi)部RC振蕩電路產(chǎn)生。
所述的主控MCU的時鐘由外部晶振產(chǎn)生。 所述的主控MCU輸出的固定頻率方波脈沖信號由主控MCU中的第一 I/O 口以固定 時間間隔輸出高低電平的方式產(chǎn)生。 所述的監(jiān)控MCU中第二 I/O 口向主控MCU中的MCLR端輸出的信號為復(fù)位信號。
所述的第一燃氣閥驅(qū)動電路與第二燃氣閥驅(qū)動電路的執(zhí)行部件為繼電器。
所述的第一燃氣閥驅(qū)動電路與第二燃氣閥驅(qū)動電路的執(zhí)行部件為晶體管。
所述的第二電源電路為輸出5V穩(wěn)壓直流電壓的電源電路。
所述的第一電源電路為輸出5V穩(wěn)壓直流電壓的電源電路。
本發(fā)明同背景技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果 1、由于本發(fā)明采用第一電源電路的直流輸出端與主控MCU中的電源端電聯(lián)接，第 二電源電路的直流輸出端與監(jiān)控MCU中的電源端電聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第二 I/O 口聯(lián)接第 一反向器的輸入端，第一反向器的輸出端與主控MCU中的MCLR端聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第一 I/O 口與主控MCU中產(chǎn)生固定頻率方波脈沖信號的第一1/0 口聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第三I/ 0 口聯(lián)接第二反向器的輸入端，第二反向器的輸出端與第二燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián)接，主控MCU 中的第二 I/O 口聯(lián)接第三反向器的輸入端，第三反向器的輸出端與第一燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián) 接，第一燃氣閥驅(qū)動電路與第二燃氣閥驅(qū)動電路串聯(lián)后與燃氣具中燃氣閥電聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，故它能防止燃氣具控制器失效時燃氣泄漏，有效地提高燃氣具的安全可靠性。


圖1為本發(fā)明的電路聯(lián)接方框圖。
圖2為本發(fā)明的電路示意圖。
具體實施例方式參看附圖1、附圖2所示，本實施例包括第二電源電路1、監(jiān)控MCU 2、第二燃氣閥驅(qū)動電路3、第一電源電路4、主控MCU 5、第一燃氣閥驅(qū)動電路6、燃氣閥7。
第一電源電路4的輸出端與主控MCU 5的電源端聯(lián)接，給主控MCU 5提供5V的穩(wěn) 壓直流電源，第二電源電路l的輸出端與監(jiān)控MCU 2的電源端聯(lián)接，給監(jiān)控MCU 2獨立提供 5V的穩(wěn)壓直流電源。第一電源電路4為集成穩(wěn)壓電路，第二電源電路1為普通穩(wěn)壓二極管 電路，當(dāng)?shù)谝浑娫措娐?失效時，第二電源電路1可以保證其供電的MCU正常運行，第二電 源電路1失效時，第一 電源電路4可以保證其供電的MCU正常運行，從而實現(xiàn)電源冗余。
主控MCU 5采用八位單片機，具有獨立時鐘，系統(tǒng)時鐘設(shè)計為內(nèi)部RC振蕩，具有輸 入輸出、AD轉(zhuǎn)換、定時、中斷、內(nèi)部WDT等端口，實現(xiàn)輸入信號檢測、溫度采樣、燃氣閥控制、 按鍵輸入及顯示、安全監(jiān)控等功能。 主控MCU 5中的第一 I/O 口 11與監(jiān)控MCU 2中的第一 I/O 口 8聯(lián)接，主控MCU 5 中的第一I/0 口 ll通過固定時間間隔輸出高低電平產(chǎn)生固定頻率的方波脈沖信號給監(jiān)控 MCU 2監(jiān)控。主控MCU 5中的第二I/0 口 12聯(lián)接第三反向器16，第三反向器16的輸出端 聯(lián)接第一燃氣閥驅(qū)動電路6，第一燃氣閥驅(qū)動電路6與燃氣閥7電聯(lián)接，從而實現(xiàn)主控MCU 5控制燃氣閥7的開啟和關(guān)閉。 監(jiān)控MCU 2采用八位單片機，具有不同于主控MCU的獨立時鐘，時鐘設(shè)計為內(nèi)部RC 振蕩，具有輸入輸出、定時、內(nèi)部WDT等，實現(xiàn)輸入信號檢測、控制輸出等功能。監(jiān)控MCU 2 中的第一 I/O 口 8的輸入信號為主控MCU5輸出的固定頻率方波脈沖，監(jiān)控MCU 2中的第二 I/O 口 9與第一反向器14聯(lián)接，第一反向器14的輸出端聯(lián)接主控MCU 5中的復(fù)位端MCLR 端13，監(jiān)控MCU 2通過監(jiān)控MCU 2中的第二 I/O 口 9輸出復(fù)位信號到主控MCU 5，控制主控 MCU 5的復(fù)位。監(jiān)控MCU 2中的第三I/0 口 10與第二反向器15聯(lián)接，第二反向器15的輸 出端聯(lián)接第二燃氣閥驅(qū)動電路3，第二燃氣閥驅(qū)動電路3與燃氣閥7電聯(lián)接，從而實現(xiàn)主控 MCU2控制燃氣閥7的開啟和關(guān)閉。 燃氣閥驅(qū)動電路的執(zhí)行部件為繼電器。主控MCU 5輸出高電平經(jīng)過反向器16反 向后啟動第一燃氣閥驅(qū)動電路6，輸出低電平關(guān)閉第一燃氣閥驅(qū)動電路6。監(jiān)控MCU 2輸出 高電平經(jīng)過反向器15反向后啟動第二燃氣閥驅(qū)動電路3，輸出低電平關(guān)閉第二燃氣閥驅(qū)動 電路3。第二燃氣閥驅(qū)動電路3與第一燃氣閥驅(qū)動電路6為串聯(lián)聯(lián)接。
監(jiān)控MCU 2中的第二 I/O 口 9輸出的有效復(fù)位電平與監(jiān)控MCU 2中的第三I/O 口 IO輸出的有效燃氣閥控制電平互為反向。當(dāng)監(jiān)控MCU 2輸出復(fù)位信號為高電平時，監(jiān)控MCU 2輸出的燃氣閥控制信號為低電平，其相位反向。當(dāng)主控MCU 5發(fā)生錯誤時，監(jiān)控MCU 2輸 出復(fù)位信號使主控MCU 5復(fù)位后，系統(tǒng)處于鎖定狀態(tài)，只有當(dāng)監(jiān)控MCU 2斷電復(fù)位后，系統(tǒng) 才能重新啟動。 燃氣具開始工作時，監(jiān)控MCU 2中的第二I/0口9輸出高電平信號，經(jīng)第一反向器 14反向后為低電平，主控MCU 5的復(fù)位腳MCLR端13為低電平，主控MCU 5處于復(fù)位狀態(tài)。 同時監(jiān)控MCU 2中的第三1/0口 10輸出低電平信號，燃氣閥7關(guān)閉。 延時100ms后，監(jiān)控MCU 2的第二 I/O 口 9輸出低電平信號，主控MCU5開始運行。主控MCU 5經(jīng)定時器中斷計時，在主循環(huán)程序產(chǎn)生頻率固定的脈沖信號到監(jiān)控MCU 2中的 第一 I/O 口 8。 監(jiān)控MCU 2對監(jiān)控MCU 2中的第一 I/O 口 8輸入的信號頻率fo進行檢測判斷，當(dāng) 頻率在Fo士10X的范圍時，監(jiān)控MCU 2中的第三1/0口 IO輸出高電平信號，接通第二燃氣 閥驅(qū)動電路3，燃氣閥7的第一個開關(guān)被接通；接通燃氣閥的第二個開關(guān)和其余的控制由主 控MCU 5執(zhí)行。 當(dāng)主控MCU 5運行不正常時，其輸出信號的頻率fo將發(fā)生改變，當(dāng)判斷頻率fo不 在Fo士10X的范圍時，監(jiān)控MCU 2中的第三1/0 口 10輸出低電平信號，第二燃氣閥驅(qū)動電 路3關(guān)閉，燃氣閥7的第一個開關(guān)被關(guān)閉，同時監(jiān)控MCU 2中的第二 1/0 口 9輸出高電平信 號使主控MCU 5復(fù)位，第一燃氣閥驅(qū)動電路關(guān)閉，燃氣閥7的第二個開關(guān)被關(guān)閉。實現(xiàn)監(jiān)控 MCU 2對主控MCU 5的時鐘冗余。 當(dāng)監(jiān)控MCU 2失效時，監(jiān)控MCU 2中的第二 1/0 口 9、第三1/0 口 10同時輸出高電 平或者低電平同時輸出高電平時，第二 1/0 口 9的信號經(jīng)反向后提供復(fù)位信號使主控MCU 5復(fù)位；同時輸出低電平時，第三1/0 口 10的電平信號經(jīng)過第二反向器15反向后提供高電 平信號使第二燃氣閥驅(qū)動電路3關(guān)閉燃氣閥7，實現(xiàn)了 MCU以及1/0 口控制輸出的冗余。
系統(tǒng)的重新啟動必須斷電，讓監(jiān)控MCU 2復(fù)位。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，將被保持在鎖 定狀態(tài)，從而保證了控制系統(tǒng)的可靠性。 本發(fā)明中的監(jiān)控MCU 2與主控MCU 5還可采用八位以上(如十六位、三十二位等) 的單片機。 本發(fā)明中的第二電源電路1還可采用集成穩(wěn)壓電源電路。 本發(fā)明還可采用第一燃氣閥驅(qū)動電路6的執(zhí)行部件為繼電器，第二燃氣閥驅(qū)動電 路3的執(zhí)行部件為晶體管。 本發(fā)明還可采用第一燃氣閥驅(qū)動電路6的執(zhí)行部件為晶體管，第二燃氣閥驅(qū)動電 路3的執(zhí)行部件為繼電器。
權(quán)利要求
一種燃氣具控制器MCU冗余電路，它包括第二電源電路(1)、監(jiān)控MCU(2)、第二燃氣閥驅(qū)動電路(3)、第一電源電路(4)、主控MCU(5)、第一燃氣閥驅(qū)動電路(6)，其特征在于第一電源電路(4)的直流輸出端與主控MCU(5)中的電源端電聯(lián)接，第二電源電路(1)的直流輸出端與監(jiān)控MCU(2)中的電源端電聯(lián)接，監(jiān)控MCU(2)中的第二I/O口(9)聯(lián)接第一反向器(14)的輸入端，第一反向器(14)的輸出端與主控MCU(5)中的MCLR端(13)聯(lián)接，監(jiān)控MCU(2)中的第一I/O口(8)與主控MCU(5)中產(chǎn)生固定頻率方波脈沖信號的第一I/O口(11)聯(lián)接，監(jiān)控MCU(2)中的第三I/O口(10)聯(lián)接第二反向器(15)的輸入端，第二反向器(15)的輸出端與第二燃氣閥驅(qū)動電路(3)聯(lián)接，主控MCU(5)中的第二I/O口(12)聯(lián)接第三反向器(16)的輸入端，第三反向器(16)的輸出端與第一燃氣閥驅(qū)動電路(6)聯(lián)接，第一燃氣閥驅(qū)動電路(6)與第二燃氣閥驅(qū)動電路(3)串聯(lián)后與燃氣具中燃氣閥(7)電聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的主控MCU(5) 的時鐘由主控MCU(5)內(nèi)部RC振蕩電路產(chǎn)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的主控MCU(5) 的時鐘由外部晶振產(chǎn)生。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的 主控MCU(5)輸出的固定頻率方波脈沖信號由主控MCU(5)中的第一I/0 口 (11)以固定時 間間隔輸出高低電平的方式產(chǎn)生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的 監(jiān)控MCU(2)中第二 I/O 口 (9)向主控MCU(5)中的MCLR端(13)輸出的信號為復(fù)位信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的監(jiān)控MCU (2) 中第二I/0 口 (9)向主控MCU(5)中的MCLR端(13)輸出的信號為復(fù)位信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的第一燃氣閥 驅(qū)動電路(6)與第二燃氣閥驅(qū)動電路(3)的執(zhí)行部件為繼電器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的第一燃氣閥 驅(qū)動電路(6)與第二燃氣閥驅(qū)動電路(3)的執(zhí)行部件為晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的第二電源電 路(1)為輸出5V穩(wěn)壓直流電壓的電源電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣具控制器MCU冗余電路，其特征在于所述的第一電源電 路(4)為輸出5V穩(wěn)壓直流電壓的電源電路。
全文摘要
一種燃氣具控制器MCU冗余電路，主要技術(shù)特征是第一電源電路的輸出端與主控MCU中的電源端電聯(lián)接，第二電源電路的輸出端與監(jiān)控MCU中的電源端電聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第二I/O口聯(lián)接第一反向器，第一反向器與主控MCU中的MCLR端聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第一I/O口與主控MCU中的第一I/O口聯(lián)接，監(jiān)控MCU中的第三I/O口聯(lián)接第二反向器，第二反向器與第二燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián)接，主控MCU中的第二I/O口聯(lián)接第三反向器，第三反向器與第一燃氣閥驅(qū)動電路聯(lián)接，第一燃氣閥驅(qū)動電路與第二燃氣閥驅(qū)動電路串聯(lián)后與燃氣具中燃氣閥電聯(lián)接。具有能防止燃氣具控制器失效時燃氣泄漏，有效地提高燃氣具的可靠性等特點。
文檔編號F24C3/12GK101750984SQ20081021965
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者葉遠璋, 陳必華 申請人:廣東萬和新電氣股份有限公司