CN107132792A - 长时间看门狗定时器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种长时间看门狗定时器，该长时间看门狗定时器是由硬件构成的，主要包括以下部件：看门狗电路，其可接收来自控制单元的WDI信号，并能够根据自身的状态输出WDO信号、RST信号，且可根据接收的MR控制信号进行复位；555定时器，其可接收RST信号，并能够根据自身的状态输出555OUT信号；三态门电路，其可接收WDO信号和555OUT信号，并能够根据自身的逻辑关系将所述MR控制信号输出至看门狗电路。本发明通过555定时器和三态门电路等硬件来延长看门狗时间的方法，通过硬件的调整来实现长时间的看门狗复位功能，有效的解决了看门狗误复位的问题。并且，降低了产品的成本，提高了系统的可靠性、稳定性。

Description

长时间看门狗定时器

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及一种单片机的看门狗装置，特别是一种长时间看门狗定时器。

背景技术

在由单片机和微控制器构成的集成电路系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，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，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯电路，俗称"看门狗"(watchdog)。

随着集成电路的复杂程度不断提升，整个硬件系统的启动时间越来越长，普通的看门狗电路受限于喂狗的周期太短(通常1.6s内就需要喂狗一次)，而此时电路还没有完全启动，不能输出特定信号持续喂狗，因此就会造成看门狗输出复位信号，导致系统重新启动，形成一个死循环。

因此在一些启动时间较长的集成电路系统中，如果想要使用看门狗电路，则需要增加看门狗的喂狗周期，在现有的技术中提出一种基于CPLD的看门狗延时电路。该电路采用CPLD来做看门狗延时，在程序中增加计数周期，从而达到增大看门狗电路复位周期的目的。

但是，由于CPLD价格昂贵，导致产品成本的上升；另外，需要进行相关软件程序的开发，增加整个产品开发的周期。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述CPLD价格昂贵和产品开发周期长的问题，提出一种长时间看门狗定时器，在增加喂狗的周期的同时可实现降低产品成本和缩短产品开发周期。并且，根据实际的需求，喂狗的周期可调。

为实现上述目的，本发明所涉及的长时间看门狗定时器，主要包括：看门狗电路，该看门狗电路可接收来自控制单元的WDI信号，并能够根据自身的状态输出WDO信号、RST信号，且可根据接收的MR控制信号进行复位；555定时器，该555定时器可接收RST信号，并能够根据自身的状态输出555OUT信号；三态门电路，该三态门电路可接收WDO信号和555OUT信号，并能够根据自身的逻辑关系将MR控制信号输出至看门狗电路。

进一步，根据上述的长时间看门狗定时器，该长时间看门狗定时器的喂狗周期Tw可调。

进一步，根据上述的长时间看门狗定时器，喂狗周期Tw＝1.1RC，其中，R、C为所述555定时器的放电端子的RC电路的电阻值和电容值。

进一步，根据上述的长时间看门狗定时器，该长时间看门狗定时器可封装为IC集成电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过555定时器和三态门电路等硬件来延长看门狗时间的方法，可根据实际的需要，通过硬件的调整来实现长时间的看门狗复位功能，有效的解决了看门狗误复位的问题。并其，与基于CPLD的看门狗延时电路相比，降低了产品的成本，缩短了产品开发的周期；提高了系统的可靠性、稳定性。

附图说明

图1为整个复位电路流程框图；

图2为看门狗电路框图；

图3为看门狗复位电路图；

图4为三态门电路图；

图5为555定时器电路图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

图1是整个复位电路流程图，如图1所示，本发明所涉及的长时间看门狗定时器主要包括：看门狗电路、555定时器、三态门电路，该看门狗电路可接收来自控制单元的WDI信号，并能够输出WDO信号(WDI电平1.6s内发生翻转，则WDO被拉低；WDI在1.6s电平保持不变，则WDO保持高电平)、RST信号，且可根据接收的MR控制信号进行复位；该555定时器可接收RST信号，并能够输出555OUT信号，当ALL_RST为低电平时,PNP三极管Q6导通，U31的2、6脚被拉低；当ALL_RST为高电平时，PNP三极管Q6截止，U31的2、6脚保持高电平；该三态门电路可接收WDO信号和555OUT信号，并能够根据自身的逻辑关系将MR控制信号输出至看门狗电路。

看门狗电路提供MCU控制输入(WDI)和输出(WDO)，而WDO不能直接控制ALL_RST进行复位，因此在三态门中接入555定时器的输出管脚以及WDO，由此二者状态输出的WDO_RST来定义MR的状态，进而控制整个复位电路；555定时器提供延时作用，而看门狗电路提供复位功能，再整合三态门的逻辑功能，进而达到本发明所需要达到的目的。

图2是看门狗电路框图，以下根据图2对看门狗复位过程进行说明。如图2所示，在系统启动前WDI无输入，此时看门狗电路RST输出复位状态；当系统启动后，WDI输入端电平翻转，保持持续喂狗的状态，RST无效；当WDO_RST为低电平时，MR被拉成低电平，此时看门狗电路RST输出复位状态，系统进行复位。

本发明所涉及的长时间看门狗定时器核心部分由看门狗定时器芯片、三态门、555定时器组成。图3是看门狗复位电路图，图4是三态门电路图，图5是555定时器电路图。以下，结合上述图3、图4、图5对本发明的实施方式进行更详细的说明。

如图3所示，PFI所接VDD3V3，PFO与PFI状态保持一致，随PFI的状态变化而变化，门限为1.25V；WDI为看门狗输入端，WDO为看门狗输出端，WDI一般接MCU，WDI在1.6s内无电平翻转，则看门狗跑飞，且WDO拉低；MR为手动复位端，在图3中默认置高，按下时候置低；RST为复位端，低电平有效；以下三种情况下RST复位发生：首次上电、VDD由高变低、MR拉低。

如图4、图5所示，555_OUT引脚与WD_EN复用，即当只用MCU一个引脚(WDI)来控制整个复位电路，此时WD_EN无效。ALL_RST为高时，三极管Q6截止，U31中的2脚为高电平，555_OUT也为高电平，电容C463充电，直至充电到2/3VCC时，电平翻转，555_OUT被拉低，进而控制WDO_RST为低，则ALL_RST也为低，此时开启复位。复位的时间Tw可调，由R421和C463的大小决定，Tc＝1.1RC。

如图4所示，图4中三态门WDO_RST当WD_EN和WDO为低时，WDO_RST为低，进而将图1中MR拉低，RST输出复位，因此等同于WDI和WD_EN(也是MCU控制)的状态来决定看门狗是否发生复位。

三态电路的逻辑如下表1所示：

OE#	A	Y
			L	L	L
L	H	H
			H	X	Z

表1

其中L＝低电平，H＝高电平，X＝任意状态，Z＝高阻状态。

以上结合附图对本发明的实施例进行了解释说明。本发明通过555定时器和三态门电路等硬件来延长看门狗时间的方法，可根据实际的需要，通过硬件的调整来实现长时间的看门狗复位功能，有效的解决了看门狗误复位的问题。并其，与基于CPLD的看门狗延时电路相比，降低了产品的成本，缩短了产品开发的周期；提高了系统的可靠性、稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种长时间看门狗定时器，其特征在于，所述长时间看门狗定时器是由硬件构成的，主要包括以下部件：

看门狗电路，所述看门狗电路可接收来自控制单元的WDI信号，并能够根据自身的状态输出WDO信号、RST信号，且可根据接收的MR控制信号进行复位；

555定时器，所述555定时器可接收所述RST信号，并能够根据自身的状态输出555OUT信号；

三态门电路，所述三态门电路可接收所述WDO信号和所述555OUT信号，并能够根据自身的逻辑关系将所述MR控制信号输出至所述看门狗电路。

2.根据权利要求1所述的长时间看门狗定时器，其特征在于，所述长时间看门狗定时器的喂狗周期Tw可调。

3.根据权利要求2所述的长时间看门狗定时器，其特征在于，所述喂狗周期Tw＝1.1RC，其中，R、C为所述555定时器的放电端子的RC电路的电阻值和电容值。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的长时间看门狗定时器，其特征在于，所述长时间看门狗定时器可封装为IC集成电路。