一種d觸發(fā)看門狗mcu監(jiān)控電路及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硬件看門狗監(jiān)控電路，尤其涉及一種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路及 其使用方法，具體適用于提高監(jiān)控電路的可靠性、幫助MCU出錯后及時復(fù)位。
【背景技術(shù)】
[0002] 在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電 磁場的干擾，造成各種寄存器和內(nèi)存的數(shù)據(jù)混亂，會導(dǎo)致程序指針錯誤，不在程序區(qū)，取出 錯誤的程序指令等，都會陷入死循環(huán)，程序的正常運行被打斷，由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼 續(xù)正常工作，會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后果，可能會導(dǎo)致EEPR0M數(shù) 據(jù)混亂，EEPR0M擦寫壽命耗盡，部分地址無法寫入數(shù)據(jù)，所以出于對單片機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行實 時監(jiān)測的考慮，便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運行狀態(tài)的芯片，俗稱看門狗 (watchdog)?，F(xiàn)有MCU看門狗電路的監(jiān)控信號單一，在程序燒錄或調(diào)試時會干擾仿真器對 MCU的復(fù)位。
[0003] 中國專利申請公布號為CN104020705A，申請公布日為2014年9月3日的發(fā)明專利公 開了一種帶復(fù)位功能的電源監(jiān)控電路，包括SW172x芯片和復(fù)位電路;所述SW172x芯片的 PFI引腳連接肖特基保護(hù)二極管VD的輸入端;所述SW172x芯片的RST復(fù)位端，連接復(fù)位電路 的RST復(fù)位端;復(fù)位電路中包括主電源電路和副電源電路;所述三極管Q1的基極連接電源 VDD;所述二極管D1的正極連接電阻R13;三極管Q1的集電極連接SW172x芯片的RST復(fù)位端， 雖然該發(fā)明監(jiān)控電路問題及時復(fù)位，但其仍存在以下缺陷： 1、該發(fā)明監(jiān)控電路的監(jiān)控信號單一，監(jiān)控可靠性低。
[0004] 2、該發(fā)明監(jiān)控電路的在程序燒錄或調(diào)試時，監(jiān)控電路無禁用設(shè)計，會干擾程序燒 錄和調(diào)試。
[0005] 3、該發(fā)明監(jiān)控電路只有一個復(fù)位信號輸出端，復(fù)位信號輸出可靠性較低。
[0006] 4、該發(fā)明的看門狗超時時間不可調(diào)，適用范圍較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的監(jiān)控可靠低的問題，提供一種可靠性高的 D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路及其使用方法。
[0008] 為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路，包括復(fù)位信號產(chǎn)生電路，所述復(fù)位信號產(chǎn)生電路的電 壓輸入端與電源電壓VCC相連接， 所述監(jiān)控電路還包括看門狗信號產(chǎn)生電路，所述看門狗信號產(chǎn)生電路設(shè)置有使能信號 輸入端、喂狗信號輸入端和喂狗信號輸出端，看門狗信號產(chǎn)生電路的信號輸出端與復(fù)位信 號產(chǎn)生電路的數(shù)據(jù)輸入端相連接； 所述復(fù)位信號產(chǎn)生電路設(shè)置有第一復(fù)位信號輸出端和第二復(fù)位信號輸出端，所述第二 復(fù)位信號輸出端與反向電路的反向信號輸入端相連接，所述反向電路還設(shè)置有反向信號輸 出端。
[0009] 所述看門狗信號產(chǎn)生電路包括D觸發(fā)器U3、電容C3、三極管Q1和電阻R1、R2,所述D 觸發(fā)器U3包括Q端口、VCC端口、GND端口、'0E端口、CLK端口和D端口，所述D觸發(fā)器U3的VCC端 口分別與電源電壓VCC、電容C3的一端相連接，電容C3的另一端接地，所述D觸發(fā)器U3的GND 端口接地，所述D觸發(fā)器U3的' 0E端口連接三極管Q1的集電極C，三極管Q1的集電極C串聯(lián)電 阻R1后與電源電壓VCC相連接，三極管Q1的發(fā)射極E接地，三極管Q1的基極B與電阻R2的一端 相連接，電阻R2的另一端即為使能信號輸入端，所述喂狗信號輸入端包括D觸發(fā)器U3的CLK 端口和D端口，所述喂狗信號輸出端即為D觸發(fā)器U3的Q端口； 所述復(fù)位信號產(chǎn)生電路包括監(jiān)控芯片U1、電容C1，所述監(jiān)控芯片U1包括VCC端口、GND端 口、RESET端口、'RESET端口和WDI端口，所述監(jiān)控芯片U1的VCC端口即為電壓輸入端，監(jiān)控芯 片U1的VCC端口與電源電壓VCC相連接，所述監(jiān)控芯片U1的GND端口接地，VCC端口與GND端口 之間并接有電容C1，所述監(jiān)控芯片U1的WDI端口即為數(shù)據(jù)輸入端，所述WDI端口與D觸發(fā)器U3 的Q端口相連接，所述監(jiān)控芯片U1的'RESET端口即為第一復(fù)位信號輸出端，所述監(jiān)控芯片U1 的RESET端口即為第二復(fù)位信號輸出端，所述RESET端口與反向電路的反向信號輸入端相連 接。
[0010] 所述反向電路包括非門芯片U2和電容C2，所述非門芯片U2包括VCC端口、GND端口、 A端口、Y端口和空管腳NC，所述非門芯片U2的VCC端口分別與電源電壓VCC、電容C2的一端相 連接，電容C2的另一端接地，所述非門芯片U2的GND端口接地，所述非門芯片U2的A端口即為 反向信號輸入端，A端口與監(jiān)控芯片U1的RESET端口相連接，所述非門芯片U2的Y端口即為反 向信號輸出端。
[0011] 所述監(jiān)控芯片U1為ADI公司的ADM8318監(jiān)控芯片。
[0012 ] -種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路的使用方法： 所述D端口輸入喂狗信號DtrigCtl-D，所述CLK端口輸入喂狗信號DtrigCt 1-CLK，所述 使能信號輸入端4輸入使能信號DtrigCtl-ΟΕ; MCU不工作或Μ⑶內(nèi)部無看門狗服務(wù)程序時，使能信號DtrigCtl-ΟΕ為低電平，D觸發(fā)器 U3被禁用，Q端口輸出信號處于高阻狀態(tài)，監(jiān)控芯片U1內(nèi)部的硬件看門狗功能禁用； Μ⑶內(nèi)部看門狗服務(wù)程序正常工作時，使能信號DtrigCtl-ΟΕ為高電平，D觸發(fā)器U3使 能： 當(dāng)喂狗信號DtrigCtl-CLK從低電平跳變到高電平時，Q端口輸出喂狗信號DtrigCtl-D 的電平信號，當(dāng)喂狗信號Dtri gCtl -CLK從高電平跳變到低電平時，Q端口輸出信號狀態(tài)保持 不變，當(dāng)喂狗信號DtrigCtl-CLK處于高電平或低電平時，Q端口輸出信號狀態(tài)保持不變。 [00 13]當(dāng)Q端口輸出信號處于高阻狀態(tài)時，監(jiān)控芯片U1的WDI端口相當(dāng)于開路，監(jiān)控芯片 U1內(nèi)部的硬件看門狗功能禁用； 當(dāng)Q端口發(fā)出高、低電平信號時，監(jiān)控芯片U1的WDI端口接收到高、低電平信號，監(jiān)控芯 片U1內(nèi)部的硬件看門狗功能使能： 當(dāng)監(jiān)控芯片U1的WDI端口的輸入信號發(fā)生電平跳變時，監(jiān)控芯片U1內(nèi)部的計時器清零， 當(dāng)計時器的計時大于超時時間t時，監(jiān)控芯片U1的'RESET端口發(fā)出復(fù)位信號RESET-1，控制 MCU重啟；同時，監(jiān)控芯片U1的RESET端口輸出復(fù)位信號RESET-2*到非門芯片U2的A端口，非 門芯片U2的Y端口輸出反向復(fù)位信號RESET-2，控制MCU重啟； 所述監(jiān)控芯片U1的超時時間為t，所述喂狗信號DtrigCtl-D的信號周期小于等于超時 時間t。
[0014] 當(dāng)Μ⑶重啟時監(jiān)控芯片U1、D觸發(fā)器U3均處于禁用狀態(tài)。
[0015] 所述喂狗信號DtrigCtl-D的信號周期是喂狗信號DtrigCtl-CLK信號周期的兩倍。 [0016]當(dāng)監(jiān)控芯片U1的VCC端口的電壓低于最低工作電壓時，監(jiān)控芯片U1的'RESET端口 發(fā)出復(fù)位信號RESET-1，控制MCU重啟；監(jiān)控芯片U1的RESET端口輸出復(fù)位信號RESET-2*到非 門芯片U2的A端口，非門芯片U2的Y端口輸出反向復(fù)位信號RESET-2，控制MCU重啟。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為： 1、本發(fā)明一種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路中采用D觸發(fā)器U3為硬件看門狗，有效監(jiān)控MOT 的故障，提高了監(jiān)控電路的可靠性。因此，本設(shè)計的可靠性高、及時復(fù)位MCU。
[0018] 2、本發(fā)明一種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路中設(shè)置有監(jiān)控電路的使能信號輸入端，確 保監(jiān)控電路僅在Μ⑶正常工作的時候啟用，在Μ⑶不工作或Μ⑶內(nèi)部無看門狗服務(wù)程序時監(jiān) 控電路被禁用，確保了MCU內(nèi)部程序燒錄或調(diào)試時監(jiān)控電路不會干擾仿真器對MCU的復(fù)位。 因此，本設(shè)計的監(jiān)控電路僅在MCU正常工作時使用，不會干擾MCU的程序燒錄和調(diào)試。
[0019] 3、本發(fā)明一種D觸發(fā)看門狗MCU監(jiān)控電路中設(shè)置有兩個不同的喂狗信號輸入，增強(qiáng) 了監(jiān)控電路對Μ⑶內(nèi)部程序運行的監(jiān)控，同時監(jiān)控電路設(shè)置有兩個復(fù)位信號輸出端，確保復(fù) 位信號有效的傳遞到MCU，從而使MCU及時復(fù)位。因此，本設(shè)計的可靠性高，能夠及時對MCU進(jìn) 行復(fù)位。
[0020] 4、本發(fā)明一種D觸發(fā)看門狗Μ⑶監(jiān)控電路中對MCU的工作電壓VCC進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)工作 電壓低于最低工作電壓時，監(jiān)控電路對Μ⑶進(jìn)行復(fù)位。因此，本設(shè)計能夠?qū)Ζ枪ぷ麟妷篤CC 進(jìn)行監(jiān)控，確保MCU在正常電壓下工作。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明的電路設(shè)計圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的信號時序圖。
[0024] 圖中：復(fù)位信號產(chǎn)生電路1、反向電路2、看門狗信號產(chǎn)生電路3、使能信號輸入端4、 喂狗信號輸入端5、喂狗信號輸出端6、數(shù)據(jù)輸入端7第一復(fù)位信號輸出端8、第二復(fù)位信號輸 出端9、電壓輸入端10、反向信號輸入端11、反向輸出端12。
【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026] 參見圖1至圖3,一種D觸發(fā)看門狗Μ⑶監(jiān)控電路，包括復(fù)位信號產(chǎn)生電路1，所