一种系统上电过程中的看门狗稳定装置的制作方法

专利2023-05-08  105


本实用新型涉及看门狗技术领域,具体涉及一种系统上电过程中的看门狗稳定装置。



背景技术:

在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到外界来自电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生一种专门用于检测单片机程序运行状态的芯片,俗称“看门狗”。看门狗电路的应用,使得单片机可以在无人状态下实现连续工作。

现有的看门狗设计,通常是针对系统稳定以后,采用硬件或者软件的方法进行看门狗设计,通过检测硬件管脚或者软件定时喂狗来检测系统运行状态;而对于电源功耗较大、上电时序复杂、电源上电到稳定这个时间段中如何来控制看门狗工作、如何防止看门狗由于上电过程中外界的干扰而导致误操作、导致系统频繁复位和进入死循环的问题上,目前大部分采用的无非硬件看门狗和软件开门狗两种模式,其存在着以下不足:目前的看门狗电路都是针对上电稳定以后的,没有针对上电过程中的看门狗,对于复杂电源系统不适用;常见的硬件喂狗方式,是从一些引脚的工作状态来反映其工作情况,只能检测单片机是否正在运行,却不能判断工作是否正常,因此具有局限性。对于复杂系统,电源分路多,各路电源之间有上电时序要求,从电源接通到mcu运行稳定有一个时间差,在此期间,如果mcu的gpio控制和看门狗直接相连,那么在mcu上电过程中管脚状态的不确定性会传导到看门狗芯片,可能会导致看门狗误操作,导致系统复位,从而引起系统不稳定。因此急需要一种系统上电过程中的看门狗稳定装置来解决以上问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的提供一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本实用新型的一个方面,提供一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,包括mcu主控模块、单刀双掷开关、看门狗模块和电源模块;

所述mcu主控模块与所述单刀双掷开关、所述看门狗模块和所述电源模块电路连接,所述单刀双掷开关与所述看门狗模块电路连接,所述mcu主控模块用于控制信号的输入与输出,所述单刀双掷开关用于控制所述mcu主控模块与所述看门狗模块之间的信号通断,所述看门狗模块用于给所述mcu主控模块输出复位信号;

所述mcu主控模块在启动过程中管脚无状态输出,所述单刀双掷开关关断回路,所述看门狗模块不工作,所述mcu主控模块在启动完成后,所述单刀双掷开关接通回路,所述看门狗模块开始正常工作。

在一些实施方式中:所述mcu主控模块与所述单刀双掷开关之间连接有一个上拉电阻r33。由此,通过设置一个上拉电阻,可以拉高mcu原本无状态输出的管脚。

在一些实施方式中:所述mcu主控模块在启动的过程中,所述单刀双掷开关的选择使能被上拉电阻r33固定到3v3。由此,单刀双掷开关的选择使能为3v3时,单刀双掷开关的状态输入脚in会变为高电平。

在一些实施方式中:所述单刀双掷开关的选择使能为3v3时,所述单刀双掷开关的状态输入脚变为高电平,此时所述mcu主控模块和所述看门狗模块之间的信号通路被切断,看门狗不工作。由此,上拉电阻把管脚拉为高电平后,单刀双掷开关断开,mcu和看门狗之间的信号通路被切断,从而使得看门狗不工作。

在一些实施方式中:所述mcu主控模块完全启动并状态稳定后,所述单刀双掷开关的选择使能被mcu拉低。由此,在mcu主控模块启动完成后,此时上电过程已完成,即可通过单刀双掷开关控制接通看门狗模块。

在一些实施方式中:所述单刀双掷开关的选择使能降低后,所述单刀双掷开关的状态输入脚变为低电平,所述mcu主控模块和所述看门狗模块之间的信号通路被接通,看门狗开始正常工作。由此,通过在mcu和看门狗之间设置单刀双掷开关,即可在上电过程中很好的避免了看门狗由于外界的干扰而导致误操作继而导致系统频繁复位、进入死循环的情况发生。

有益效果:

本实用新型一种系统上电过程中的看门狗稳定装置通过在mcu和看门狗之间设置一个单刀双掷开关,在状态输入脚in分别为高低电平的时候,单刀双掷开关选择打到不同的通路,从而很好的避免了上电过程中看门狗由于外界的干扰而导致误操作继而导致系统频繁复位、进入死循环的情况发生,提高了系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种系统上电过程中的看门狗稳定装置的结构示意图;

图2为单刀双掷开关的电路图;

图3为看门狗模块的电路图。

具体实施方式

术语解释:

mcu:(microcontrollerunit)微控制单元,又称单片微型计算机(singlechipmicrocomputer)或者单片机,是把中央处理器(centralprocessunit;cpu)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(timer)、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口,甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

下面结合说明书附图,对本实用新型进行进一步详细的说明。

如图1所示,本实用新型提供一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,包括mcu主控模块、单刀双掷开关、看门狗模块和电源模块。

其中,mcu主控模块与单刀双掷开关、看门狗模块和电源模块电路连接,单刀双掷开关与看门狗模块电路连接,mcu主控模块用于控制信号的输入与输出,单刀双掷开关用于控制mcu主控模块与看门狗模块之间的信号通断,看门狗模块用于给mcu主控模块输出复位信号;

在一些实施方式中,mcu主控模块在启动过程中管脚无状态输出,单刀双掷开关的选择使能被mcu拉高,单刀双掷开关关断回路,看门狗模块不工作;mcu主控模块在启动完成后,单刀双掷开关的选择使能被mcu拉低,单刀双掷开关接通回路,此时mcu主控模块和看门狗模块之间的信号通路被接通,看门狗模块开始正常工作。

在一些实施方式中,如图2、3所示,u4为单刀双掷开关,u5为看门狗模块;单刀双掷开关u4和看门狗模块u5均与mcu主控模块电路连接,在装置工作过程中,mcu主控模块刚启动时,由mcu主控模块向单刀双掷开关u4发出信号pd23wdoen使单刀双掷开关u4断开看门狗模块u5回路使其不工作,mcu主控模块启动完成后看门狗模块u5回路被接通,看门狗模块u5正常工作,此时mcu主控模块向单刀双掷开关u4发出信号pd24wdoctrl再由看门狗模块u5的复位端复位后返回mcu主控模块完成喂狗操作。

单刀双掷开关u4具有6个引脚,引脚1-6分别为:1.no、2.gnd、3.nc、4.com、5.vcc、6.in,引脚no为常开端子,引脚gnd为电源接地端,引脚nc为常闭端子,引脚com为公共端,引脚vcc为工作电源,引脚in为在看门狗正常工作时无状态输出的管脚。

看门狗模块u5具有8个引脚,引脚1-8分别为:1.mr、2.vcc、3.gnd、4.pfi、5.wdo、6.reset、7.wdi、8.pfo,引脚mr为输入端,引脚vcc为工作电源,引脚gnd为电源接地端,引脚pfi为电压输入端,引脚wdo为输出端,引脚reset为信号复位输出端,引脚wdi为输入端,引脚pdo为电压输出端。

其中,电源正常时,电压输出端pfo输出高电平;当电压输入端pfi电压降低或者掉电时,电压输出端pfo输出由高电平变为低电平。

在看门狗正常工作时,原本wdo输出端正常输出高电平,但是系统会在一定的时间间隔内向看门狗模块u5的输入端wdi发送一个脉冲信号,以清除芯片内部的看门狗定时器,若超过规定的时间间隔输入端wdi没收到脉冲信号,则内部定时器溢出,输出端wdo会由高电平变为低电平。

mcu主控模块与单刀双掷开关u4的引脚in之间连接有一个上拉电阻r33,mcu主控模块在启动的过程中,通过上拉电阻r33,可以拉高mcu原本无状态输出的管脚in,从而将单刀双掷开关u4的选择使能固定到3v3,单刀双掷开关u4断开回路,此时mcu主控模块和看门狗模块u5之间的信号通路被切断,从而使得看门狗不工作。

在一些实施方式中,mcu主控模块完全启动并状态稳定后,管脚in电平自动拉低,单刀双掷开关u4的选择使能被mcu拉低,单刀双掷开关u4接通回路,此时mcu主控模块和看门狗模块u5之间的信号通路被接通,看门狗开始正常工作。

工作原理:

首先启动mcu主控模块,mcu在刚启动的时候会向单刀双掷开关u4发送信号pd23wdoen,信号通过上拉电阻r33拉高mcu原本无状态输出的管脚in,从而将单刀双掷开关u4的选择使能固定到3v3,单刀双掷开关u4断开回路,此时mcu主控模块和看门狗模块u5之间的信号通路被切断,mcu和看门狗之间的信号通路被切断,从而使得看门狗不工作;等到mcu主控模块完全启动并状态稳定后,管脚in自动拉低电平,单刀双掷开关u4的选择使能被mcu拉低,单刀双掷开关u4接通回路,此时mcu主控模块和看门狗模块u5之间的信号通路被接通,看门狗开始正常工作;看门狗正常工作时,由mcu发出信号pd24wdoctrl到单刀双掷开关u4的引脚com,再由单刀双掷开关u4的引脚nc输出到看门狗模块u5的输入端wdi,再由看门狗模块u5的引脚mr输入从而从reset端复位输出至mcu主控模块,完成喂狗。

本实用新型一种系统上电过程中的看门狗稳定装置通过在mcu和看门狗之间设置单刀双掷开关,在上电过程中很好的避免了看门狗由于外界的干扰而导致误操作继而导致系统频繁复位、进入死循环的情况发生,提高了系统上电过程中的稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选方式,应当指出,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干相似的变形和改进,这些也视为实用新型保护之内。


技术特征:

1.一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:包括mcu主控模块、单刀双掷开关、看门狗模块和电源模块;

所述mcu主控模块与所述单刀双掷开关、所述看门狗模块和所述电源模块电路连接,所述单刀双掷开关与所述看门狗模块电路连接,所述mcu主控模块用于控制信号的输入与输出,所述单刀双掷开关用于控制所述mcu主控模块与所述看门狗模块之间的信号通断,所述看门狗模块用于给所述mcu主控模块输出复位信号;

其中,当所述mcu主控模块在启动过程中管脚无状态输出,所述单刀双掷开关关断回路,所述看门狗模块不工作;

当所述mcu主控模块在启动完成后,所述单刀双掷开关接通回路,所述看门狗模块开始正常工作。

2.根据权利要求1所述的一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:所述mcu主控模块与所述单刀双掷开关之间连接有一个上拉电阻r33。

3.根据权利要求2所述的一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:所述mcu主控模块在启动的过程中,所述单刀双掷开关的选择使能被上拉电阻r33固定到3v3。

4.根据权利要求3所述的一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:所述单刀双掷开关的选择使能为3v3时,所述单刀双掷开关的状态输入脚变为高电平,此时所述mcu主控模块和所述看门狗模块之间的信号通路被切断,看门狗不工作。

5.根据权利要求4所述的一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:所述mcu主控模块完全启动并状态稳定后,所述单刀双掷开关的选择使能被mcu拉低。

6.根据权利要求5所述的一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,其特征在于:所述单刀双掷开关的选择使能降低后,所述单刀双掷开关的状态输入脚变为低电平,所述mcu主控模块和所述看门狗模块之间的信号通路被接通,看门狗开始正常工作。

技术总结
本实用新型公开了一种系统上电过程中的看门狗稳定装置,包括MCU主控模块、单刀双掷开关、看门狗模块和电源模块;所述MCU主控模块用于控制信号的输入与输出,所述单刀双掷开关用于控制所述MCU主控模块与所述看门狗模块之间的信号通断,所述看门狗模块用于给所述MCU主控模块输出复位信号;所述MCU主控模块在启动过程中管脚无状态输出,所述单刀双掷开关关断回路,所述看门狗模块不工作,所述MCU主控模块在启动完成后,所述单刀双掷开关接通回路,所述看门狗模块开始正常工作。本实用新型通过在MCU和看门狗之间设置单刀双掷开关,避免了上电过程中看门狗由于外界干扰而导致误操作继而发生系统频繁复位、进入死循环的情况,提高了系统的稳定性。

技术研发人员:王祥;王登峰;黄吉涛;武占侠;陆欣;冷安辉;陈文;梁昌鹄;李占杰
受保护的技术使用者:深圳市国电科技通信有限公司;国网信息通信产业集团有限公司
技术研发日:2020.07.23
技术公布日:2021.04.06

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