CN106528319B - 一种可配置喂狗周期的看门狗电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可配置喂狗周期的看门狗电路，包括计数脉冲发生模块以及与计数脉冲发生模块连接的计数模块，计数脉冲发生模块的输入端连接MCU喂狗信号输出端，用于接收MCU发出的喂狗信号；计数模块的输出端连接MCU复位信号输入端，用于向MCU发出复位信号，根据需配置喂狗周期的不同，计数模块的不同输出端连接至MCU复位信号输入端。本发明可以自主设置看门狗喂狗周期，避免因为喂狗周期过短造成主芯片在启动过程中不断被复位导致进入死循环的情况，同时满足市场上产品的延时要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种看门狗电路，具体是一种可配置喂狗周期的看门狗电路，属于电子产品领域。
背景技术
随着电子产品集成度增高，产品自我异常判断功能也越来越重要，看门狗已经属于基本的外围电路，保证产品的异常自我恢复。
正常工作主芯片会持续的给出清零信号-俗称喂狗，来让看门狗不断重新计时，保证其不会输出复位信号。一般看门狗的计数周期在2S以内，例如SP706的计数周期为1.6S。一旦MCU在1.6S内没有给出清零信号，例如芯片工作异常，看门狗会发出复位信号来使芯片主动复位，达到异常情况下芯片自我复位的功能。但随着芯片集成度提高，其启动时间也越来越长可在10-100S级别，并有延迟等各种情况，在这些时间段内（尤其是启动时间）无法对外输出喂狗信号，看门狗会因为没有喂狗信号判定其处于异常工作状态直接复位MCU芯片，但MCU在重新启动后还是无法再次喂狗而再次被复位，导致产品进入死循环。
发明内容
针对现有看门狗电路喂狗周期过短的问题，本发明提供一种可配置喂狗周期的看门狗电路，可以根据实际情况调节喂狗周期，使看门狗在主芯片启动或者延迟等特殊情况下不会复位主芯片。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可配置喂狗周期的看门狗电路，包括计数脉冲发生模块以及与计数脉冲发生模块连接的计数模块，计数脉冲发生模块的输入端连接MCU喂狗信号输出端，用于接收MCU发出的喂狗信号；计数模块的输出端连接MCU复位信号输入端，用于向MCU发出复位信号，根据需配置喂狗周期的不同，计数模块的不同输出端连接至MCU复位信号输入端；计数脉冲发生模块的计数信号输出端与计数模块的计数信号输入端相连，用于将计数脉冲发生模块产生的周期计数信号传输至计数模块，当达到计数模块设定步数后计数模块输出MCU复位信号至MCU；计数脉冲发生模块的清零信号输出端与计数模块的清零信号输入端相连，当计数脉冲发生模块在设定周期内接收到MCU发出的MCU喂狗信号时产生清零信号并传输至计数模块，使计数模块重新计数，进入下一计数周期，同时如果MCU没有在喂狗周期内发出喂狗信号，则计数模块产生MCU复位信号后计数模块清零，计数模块开始重新计数。当MCU正常工作时，MCU喂狗信号输出端主动复位计数模块，如果在设定时间内MCU喂狗信号输出清零信号，主动清零计数模块，则计数模块重新计时，不会输出MCU复位信号，确保在MCU在正常运作情况下产品不会自我复位。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述计数脉冲发生模块包括看门狗芯片、阻容电路、三极管Q701以及三极管Q704，看门狗芯片的喂狗引脚接地，看门狗芯片的喂狗信号输出引脚和复位引脚连接在一起，阻容电路连接于看门狗芯片的电压检测输入引脚与MCU喂狗信号输出端之间，三极管Q701连接于看门狗芯片的复位输出引脚与计数模块的计数信号输入端之间，三极管Q704连接于看门狗芯片的电压检测输出引脚与计数模块的清零信号输入端之间。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述三极管Q701为NPN三极管，三极管Q701的基极连接看门狗芯片的复位输出引脚，集电极连接计数模块的计数信号输入端，发射机接地。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述三极管Q704为PNP三极管，三极管Q704的基极连接看门狗芯片的电压检测输出引脚，集电极连接计数模块的清零信号输入端，发射极连接电源。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述计数模块包括计数器芯片、IO通断芯片以及三极管Q702，计数器芯片的计数引脚连接计数脉冲发生模块的计数信号输出端、IO通断芯片的第一引脚，计数器芯片的清零引脚连接计数脉冲发生模块的清零信号输出端、IO通断芯片的第四引脚，三极管Q702根据需配置喂狗周期的不同连接于计数器芯片的不同输出端上，连接三极管Q702的计数器芯片的输出端同时连接IO通断芯片的第六引脚。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述三极管Q702为NPN三极管，三极管Q702的基极通过电阻R728连接计数器芯片的输出端，集电极连接MCU复位信号输入端，发射极接地，三极管的集电极通过电阻R730接电源，计数器芯片的输出端通过电阻R729接电源。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述计数模块包括多个级联的计数器芯片。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述看门狗芯片为SP706芯片。
本发明所述可配置喂狗周期的看门狗电路，所述计数器芯片为CD4024计数器。
本发明的有益效果：本发明所述可配置喂狗周期的电路可以自主设置看门狗喂狗周期，避免因为喂狗周期过短造成主芯片在启动过程中不断被复位导致进入死循环的情况，同时满足市场上产品的延时要求；本发明可配置喂狗周期的看门狗电路的喂狗信号为下降沿触发，即MCU喂狗波形不限制于方波，只要在喂狗周期内能给出下降沿即可；MCU复位信号发出后1.6s计数器自我清零，既能满足MCU复位时间要求由不会让MCU复位一个看门狗周期；方案集成度高，占用面积小，与现有的脉冲发生器、电压比较器等分散器件，适用于小体积电子产品。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为计数脉冲发生模块的电路图；
图3为计数模块的电路图；
图4为计数脉冲发生模块输出的计数脉冲波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种可配置喂狗周期的看门狗电路，包括计数脉冲发生模块以及与计数脉冲发生模块连接的计数模块，计数脉冲发生模块的输入端连接MCU喂狗信号输出端，用于接收MCU发出的喂狗信号；计数模块的输出端连接MCU复位信号输入端，用于向MCU发出复位信号，根据需配置喂狗周期的不同，计数模块的不同输出端连接至MCU复位信号输入端；计数脉冲发生模块的计数信号输出端与计数模块的计数信号输入端相连，用于将计数脉冲发生模块产生的周期计数信号传输至计数模块，当达到计数模块设定步数后计数模块输出MCU复位信号至MCU；计数脉冲发生模块的清零信号输出端与计数模块的清零信号输入端相连，当计数脉冲发生模块在设定周期内接收到MCU发出的MCU喂狗信号时产生清零信号并传输至计数模块，使计数模块重新计数，进入下一计数周期，同时如果MCU没有在喂狗周期内发出喂狗信号，则计数模块产生MCU复位信号后计数模块清零，计数模块开始重新计数。
MCU正常工作时，MCU喂狗信号输出端主动复位计数模块，如果在设定时间内MCU喂狗信号输出清零信号，主动清零计数模块，则计数模块重新计时，不会输出MCU复位信号，确保在MCU在正常运作情况下产品不会自我复位。
如图2所示，所述计数脉冲发生模块包括看门狗芯片U705、阻容电路、三极管Q701以及三极管Q704，看门狗芯片U705的喂狗引脚接地，看门狗芯片的喂狗信号输出引脚和复位引脚连接在一起，阻容电路连接于看门狗芯片的电压检测输入引脚与MCU喂狗信号输出端之间，三极管Q701连接于看门狗芯片的复位输出引脚与计数模块的计数信号输入端之间，三极管Q704连接于看门狗芯片的电压检测输出引脚与计数模块的清零信号输入端之间。所述三极管Q701为NPN三极管，三极管Q701的基极连接看门狗芯片的复位输出引脚，集电极连接计数模块的计数信号输入端，发射机接地。
本实施例中，看门狗芯片选取带有电压监测功能的看门狗芯片SP706，将其其喂狗引脚WDI经电阻R720接地处理，其喂狗信号输出引脚WDO和复位引脚MR连接在一起。这样看门狗处于一直复位状态，其复位输出引脚RST会持续输出0.2S的高电平、1.6s的低电平的持续脉冲信号，通过NPN三极管Q701反向之后，作为计数信号IP输出给CD1024计数器，作为其计数基准来使用。
MCU的喂狗信号，通过阻容电路，给到看门狗电压检测输入引脚PFI，每当MCU喂狗信号电平由高到低转换时看门狗电压检测输出引脚PFO会输出一个持续100ms左右的低电平脉冲信号，经过PNP三极管Q704转换之后给到计数芯片的清零引脚，这样计数器会重新开始计数，达到看门狗延迟目的。
如图3所示，所述计数模块包括计数器芯片U701、IO通断芯片U704以及三极管Q702，计数器芯片U701的计数引脚连接计数脉冲发生模块的计数信号输出端、IO通断芯片的第一引脚，计数器芯片的清零引脚连接计数脉冲发生模块的清零信号输出端、IO通断芯片的第四引脚，三极管Q702根据喂狗周期的不同连接于计数器芯片的不同输出端上，连接三极管Q702的计数器芯片的输出端同时连接IO通断芯片的第六引脚。所述三极管Q702为NPN三极管，三极管Q702的基极通过电阻R728连接计数器芯片的输出端，集电极连接MCU复位信号输入端，发射极接地，三极管的集电极通过电阻R730接电源，计数器芯片的输出端通过电阻R729接电源。
本实施例中，所述计数器芯片为CD4024，计数器CD4024计数引脚Input Pluse连接看门狗输出的周期计数信号IP，一个周期计数一次，根据需配置的喂狗周期选择输出端Q1~Q7中的一个输出端。当达到其时间后，选择的输出端会输出一个低电平，此时NPN三级管Q702会导通，MCU复位引脚会被拉低到低电平，达到复位主芯片的目的。
当选择的输出端输出低电平用于复位MCU时，低电平同时传输至IO通断芯片SGM3157(类似继电器)的第6引脚Selec（EN），使芯片的第1引脚B1(NO)和第4引脚C(COM)导通，计数信号IP和清零信号MR连接在一起，MR信号电平跟随IP电平变化，所以当MR信号达到高电平时，计数器CD4024会被清零处理，输出端重新恢复到高电平，NPN三极管Q702管关断，MCU-RST重新复位到高电平，芯片开始工作。
看门狗电路配置喂狗周期的过程为：1、看门狗芯片SP706的计数信号波形经过NPN三极管Q701反向之后，为0.2S低、1.6S高的计数信号，如图4所示。计数器芯片CD4024每当下降沿即电平由高到低时累加记一次数，即每经过1.8S，计数器芯片+1。
2、计数器芯片的输出引脚Q1-Q7根据倍频计数原理来计算时间，每经过2的次方倍数输出方波信号。即Q1输出2的1次方即2个周期、3.6S的方波信号，Q2输出7.2S的方波信号，Q3输出14、4S的方波信号，以此类推。但三极管在低电平一开始就会作用，即看门狗的喂狗周期是方波周期的一半。即选择输出端Q1，喂狗间隔必须在1.8S内，Q2为3.6S 以此类推。输出引脚与喂狗周期Tn的关系如表1所示。
表1
| 输出引脚 | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5 | Q6 | Q7 |
| 喂狗周期Tn | 1.8S | 3.6S | 7.2S | 14.4S | 28.8S | 57.6S | 115.2S |
3、如果115.2S的周期还不能满足要求，可以通过级联计数器芯片的方式来继续增加时间，以满足市场上对看门狗周期的要求。
MCU喂狗信号要求：喂狗周期Td≤Tn，Td为喂狗轴器，Tn为看门狗电路计数周期。
这样只要在看门狗电路计数周期内，MCU能输出喂狗信号即能保证一个下降沿，则能保证计数器的输出端不会发出复位信号，达到不复位MCU的目的。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明作出的改进和替换，属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：包括计数脉冲发生模块以及与计数脉冲发生模块连接的计数模块，计数脉冲发生模块的输入端连接MCU喂狗信号输出端，用于接收MCU发出的喂狗信号；计数模块的输出端连接MCU复位信号输入端，用于向MCU发出复位信号，根据需配置喂狗周期的不同，计数模块的不同输出端连接至MCU复位信号输入端；计数脉冲发生模块的计数信号输出端与计数模块的计数信号输入端相连，用于将计数脉冲发生模块产生的周期计数信号传输至计数模块，当达到计数模块设定步数后计数模块输出MCU复位信号至MCU；计数脉冲发生模块的清零信号输出端与计数模块的清零信号输入端相连，当计数脉冲发生模块在设定周期内到MCU发出的MCU喂狗信号时产生清零信号并传输至计数模块，使计数模块重新进入下一计数周期，如果MCU没有在喂狗周期内发出喂狗信号，则计数模块产生MCU复位信号后计数模块清零，计数模块开始重新计数；所述计数脉冲发生模块包括看门狗芯片、阻容电路、三极管Q701以及三极管Q704，看门狗芯片的喂狗引脚接地，看门狗芯片的喂狗信号输出引脚和复位引脚连接在一起，阻容电路连接于看门狗芯片的电压检测输入引脚与MCU喂狗信号输出端之间，三极管Q701连接于看门狗芯片的复位输出引脚与计数模块的计数信号输入端之间，三极管Q704连接于看门狗芯片的电压检测输出引脚与计数模块的清零信号输入端之间。
2.根据权利要求1所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述三极管Q701为NPN三极管，三极管Q701的基极连接看门狗芯片的复位输出引脚，集电极连接计数模块的计数信号输入端，发射极接地。
3.根据权利要求1所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述三极管Q704为PNP三极管，三极管Q704的基极连接看门狗芯片的电压检测输出引脚，集电极连接计数模块的清零信号输入端，发射极连接电源。
4.根据权利要求1所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述计数模块包括计数器芯片、IO通断芯片以及三极管Q702，计数器芯片的计数引脚连接计数脉冲发生模块的计数信号输出端、IO通断芯片的第一引脚，计数器芯片的清零引脚连接计数脉冲发生模块的清零信号输出端、IO通断芯片的第四引脚，三极管Q702根据需配置喂狗周期的不同连接于计数器芯片的不同输出端上，连接三极管Q702的计数器芯片的输出端同时连接IO通断芯片的第六引脚。
5.根据权利要求4所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述三极管Q702为NPN三极管，三极管Q702的基极通过电阻R728连接计数器芯片的输出端，集电极连接MCU复位信号输入端，发射极接地，三极管的集电极通过电阻R730接电源，计数器芯片的输出端通过电阻R729接电源。
6.根据权利要求4所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述计数模块包括多个级联的计数器芯片。
7.根据权利要求1所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述看门狗芯片为具有电压监测功能的SP706芯片。
8.根据权利要求4所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述计数器芯片为CD4024计数器。
9.根据权利要求1所述的可配置喂狗周期的看门狗电路，其特征在于：所述喂狗信号为下降沿触发。
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Address after: Room 1103 and 1105, 11 / F, building 1, Aosheng building, 1166 Xinluo street, high tech Zone, Jinan City, Shandong Province, 250100 Applicant after: Shandong Youren networking Co.,Ltd. Address before: 250100 1105, building 1, Aosheng building, 1166 Xinluo street, Jinan City, Shandong Province Applicant before: SHANDONG YOUREN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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