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看門狗電路電路圖及工作原理

時間:2019-12-27 15:42:53來源:網絡 作者:admin 點擊:
在工業控制中常使用MCS-51系列單片機,為了防止程序跑飛往往外接一個看門狗電路。看門狗電路可完成加電復位和死機復位兩種功能。成品的看門狗集成電路如MAX813L等價格一般都

在工業控制中常使用MCS-51系列單片機,為了防止程序跑飛往往外接一個看門狗電路。看門狗電路可完成加電復位和死機復位兩種功能。成品的看門狗集成電路如MAX813L等價格一般都較高。現介紹一種由通用數字電路CD4011組成的廉價的看門狗電路。

 3.jpg

 

上圖是由與非門CD4011組成的看門狗電路,圖2為有關引腳波形圖。由上圖可以看出,在不考慮1腳的喂狗信號的情況下,三個與非門A、B、C、串接成一個環路。由于VD1、R2、C2、和R3、C3兩組延時電路的作用,它們將組成一個振蕩器。平時與非門A的2腳為高電平(見后面喂狗信號引起VDI、R2、C2充放電的說明),10時刻的喂狗信號(高電平至低電平的跳變)經R1、C1微分后送到1腳,其輸出3腳變為高電平,經VDI給C2充電,C2很快充滿至5V。與非門B的輸入端5腳和6腳為高電平,輸出端4腳為低電平。在喂狗脈沖沿過去后的t1時刻,1腳恢復為高電平,3腳變為低電平,該低電平經R2給C2放電,放電速度遠遠慢于充電速度。當C2電壓由5V降到約為2.5V時與非門B的4腳將由低電平變為高電平。正常工作時在4腳變為高電平之前又有新的喂狗信號到來,3腳又變為高電平,C2又迅速充滿到5V。因此4腳一直保持為低電平,與非門C的10腳則一直保持為高電平。一旦喂狗信號丟失,4腳將在延時一段時間(t2-t0‘)后的12時刻變為高電平,此高電平即為CPU復位。

該高電平還經R3、C3延時,使與非門C的輸入端8腳和9腳在t3時刻變為高電平,輸出端10腳變為低電平。接著引起2腳為低電平,3腳為高電平,C2迅速充電。在14時刻C2電壓超過2.5V,5腳和6腳變為高電平,4腳變為低電平。C3放電,經R3、C3延時,在t5時刻8腳變為低電平,10腳恢復為高電平,3腳恢復為低電平。這樣,在沒有喂狗信號時4腳將輸出周期l00ms、寬度約5ms的正極性脈沖串復位信號。復位信號的寬度決定于R3、C3,周期決定于R2、C2,與非門C的10腳將輸出負極性脈沖串復位信號。在上電瞬間由于C2和C3的初始電壓都為零,5腳、6腳、8腳和9腳都為低電平,4腳則為高電平為CPU復位。大約5ms之后8腳和9腳變為高電平,接著10腳變為低電平,3腳高電平,C2迅速充滿,4腳變為低電平,經R3、C3延時10腳再恢復為高電平,上電復位過程結束。該電路在多種MCS-51系列單片機中使用效果良好。為了驗證該電路的可靠性,可在通電情況下將IC1的1腳對地短路,即停止喂狗信號,用示波器測量4腳和10腳的波形,即可看到如下圖所示的復位信號波形。

 4.jpg

 

目前CD4011市場價約為0.6元,lN4148為0.05元,電容為0.04元,電阻為0.01元。該看門狗電路元件成本不足0.9元。看門狗集成電路MAX813L市場價約為6元,SP706S約為5元。顯然該電路的成本遠低于單片看門狗集成電路。CD4011多余的一個與非門還可以作為它用。

 5.jpg

 

上圖是一個電視選臺器的實物。該電視選臺器內有開關電源、射頻放大器、頻率合成一體化電視調諧器和控制電路等。控制電路的CPU選用AT89C2O5l、存儲器AT24CO2、信號檢測使用LM567。看門狗電路使用的即是前面介紹的由CD4011組成的電路。

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