CN108646715B - 一种单片机故障自动重启电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单片机故障自动重启电路，由计数分频器U1、反相器U2、上电复位电容C2、三级管T8、保护二极管D1、五个电压匹配二极管D2、D3、D4、D5、D6以及阻容元件等组成。本发明采用自振荡计数分频器、施密特触发反相器、二极管、三级管、电阻、电容组成，实现上电复位重启功能和定时复位重启功能，两项复位时间可调节。

Description

一种单片机故障自动重启电路

技术领域

本发明属于单片机控制系统技术领域，尤其是涉及一种单片机故障自动重启电路。

背景技术

在车用发动机控制系统中，由于供电来自车体电瓶，发动机带动发电机给电瓶进行充电，在发动机从低速到高速整个工况中，受发电控制系统调节能力的限制，发电系统给电瓶的充电电压会发生变化，特别是在瞬态工况变化过程中，充电电压的变化幅度更明显，导致电瓶电压发生上下波动；同时发动机启动瞬间的大电流辐射和低电瓶电压都可能导致控制系统的单片机工作异常，造成程序跑飞或陷入死循环，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，造成整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果。

出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，常用的方法是使用专门用于监测单片机程序运行状态的芯片，但芯片的监控间隔一般是固定或两到三档选择，不能根据系统需求灵活地确定监控间隔，而且芯片复位输出只有一个有效脉冲，不能可靠复位。专用芯片成本高且复位时需要执行初始化程序降低了工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种单片机故障自动重启电路，以实现上电复位重启功能和定时复位重启功能，两项复位时间可调节。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种单片机故障自动重启电路，包括计数分频器U1、反相器U2、上电复位电容C2、三级管T8、保护二极管D1、五个电压匹配二极管D2、D3、D4、D5、D6，

所述计数分频器U1的输入CIN脚接输入电阻R1的一端、计数分频器U1的输出CX脚接振荡电容C1的一端、计数分频器U1的输出RX脚接振荡电阻R2的一端，输入电阻R1的另一端、振荡电容C1的另一端、振荡电阻R2的另一端连接到一起；计数分频器U1的复位RST脚通过接地电阻R3连接到电源地，同时连接到隔离电容C3的一端，隔离电容C3的另一端连接到电路输入恢复信号端RESETIN、保护二极管D1的负极，保护二极管D1的正极连接到电源地；计数分频器U1的输出Q2脚连接到电压匹配二极管D2的负极，计数分频器U1的输出Q32脚连接到电压匹配二极管D3的负极；计数分频器U1的输出Q4脚、Q8脚、Q16脚悬空；

所述电压匹配二极管D2的正极、电压匹配二极管D3的正极连接到一起通过上拉电阻R4连接到电源VCC，同时连接到电压匹配二极管D4的正极，电压匹配二极管D4的负极连接到电压匹配二极管D5的正极；电压匹配二极管D5的负极连接到电压匹配二极管D6的负极、三极管T8的基极；电压匹配二极管D6的正极连接到上电复位电容C2的一端、对地放电电阻R5的一端，上电复位电容C2的另一端连接到电源VCC，对地放电电阻R5的另一端连接到电源地；

所述三极管T8的发射极连接到电源地，集电极通过上拉电阻R6连接到电源VCC上，同时连接到反相器U2的输入端；反相器U2的输出端通过上拉电阻R7连接到电源VCC上，同时输出给单片机系统故障自动重启信号RESETOUT。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

（1）本发明采用自振荡计数分频器、施密特触发反相器、二极管、三级管、和电阻、电容组成，实现上电复位重启功能和定时复位重启功能，两项复位时间可调节；

（2）定时复位功能可通过匹配震荡电路的电阻、电容元件进行匹配调节，且复位时间、多次复位间隔可连续调节，满足多种监控间隔的需求；

（3）系统复位采用多次脉冲的方式，能够保证单片机系统的可靠复位；

（4）复位信号可选择反向器前或反相器后高有效或低有效，能够适用不同单片机系统复位；

（5）本发明采用分离元件的故障自动重启电路成本低、各个器件的温度特性易保证，能够实现精确的复位重启时间和复位重启间隔。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述单片机故障自动重启电路的原理图；

图2为本发明实施例所述单片机故障自动重启电路的工作波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例一种单片机故障自动重启电路，如图1所示，由计数分频器U1、反相器U2、上电复位电容C2、三级管T8、保护二极管D1、五个电压匹配二极管D2、D3、D4、D5、D6以及阻容元件等组成；

本实施例所述计数分频器U1的芯片型号为CD4060。所述计数分频器U1的输入CIN脚接输入电阻R1的一端、计数分频器U1的输出CX脚接振荡电容C1的一端、计数分频器U1的输出RX脚接振荡电阻R2的一端，输入电阻R1的另一端、振荡电容C1的另一端、振荡电阻R2的另一端连接到一起；计数分频器U1的复位RST脚通过接地电阻R3连接到电源地，同时连接到隔离电容C3的一端，隔离电容C3的另一端连接到电路输入恢复信号端RESETIN、保护二极管D1的负极，保护二极管D1的正极连接到电源地。计数分频器U1的输出Q2脚连接到电压匹配二极管D2的负极，计数分频器U1的输出Q32脚连接到电压匹配二极管D3的负极；计数分频器U1的输出Q4脚、Q8脚、Q16脚悬空。

所述电压匹配二极管D2的正极、电压匹配二极管D3的正极连接到一起通过上拉电阻R4连接到电源VCC，同时连接到电压匹配二极管D4的正极，电压匹配二极管D4的负极连接到电压匹配二极管D5的正极；电压匹配二极管D5的负极连接到电压匹配二极管D6的负极、三极管T8的基极；电压匹配二极管D6的正极连接到上电复位电容C2的一端、对地放电电阻R5的一端，上电复位电容C2的另一端连接到电源VCC，对地放电电阻R5的另一端连接到电源地。

所述三极管T8的发射极连接到电源地，集电极通过上拉电阻R6连接到电源VCC上，同时连接到反相器U2的输入端；反相器U2的输出端通过上拉电阻R7连接到电源VCC上，同时输出给单片机系统故障自动重启信号RESETOUT。

如图2所示，本发明电路的工作过程为：

通过振荡电阻R2、振荡电容C1和计数分频器U1发生自振荡，通过输入电阻R1的信号为A；当电路输入恢复信号端RESETIN为低电平时，计数分频器U1复位RST脚信号为无效，计数分频器U1对信号A进行分频，输出Q1脚信号为B，输出Q32脚信号C如C-1，周期为2T1，其中T1大于单片机工作循环周期T2。

t1时刻，当电路输入恢复端RESETIN出现一个高电平信号时，计数分频器U1的复位RST脚信号变成有效的清零信号；t2时刻，计数分频器U1的输出Q32脚本应该出现的高电平信号变为C-2的低电平，在一个预设定的复位周期T2，到达t3时刻，RESETIN再次出现一个高电平信号，分频器U1的输出Q32脚仍输出低电平；t4时刻，再次重复。

t5时刻，电路输入恢复端RESETIN本应该出现的高电平信号缺失，计数分频器U1的复位RST脚没有接受到有效的清零信号，t6时刻，计数分频器U1的输出Q32脚信号C-2变为高电平；RESETOUT输出一连串的高电平信号，给单片机系统输出复位信号。

t7时刻，RESETOUT信号结束，单片机系统自动重启后正常工作，在一个预设定的复位周期T2，到达t8时刻，RESETIN再次出现一个高电平信号，分频器U1的输出Q32脚输出低电平；如此重复，实现对单片机系统故障的检测，完成故障自动重启。

电路上电过程中，电源VCC通过上电复位电容C2直接加到电压匹配二级管D6上，三级管T8导通，发射极输出低电平信号，通过反相器U2输出高电平复位信号RESETOUT，单片机进行上电启动；之后，电容C2充电，匹配二级管D6正极电压变为低电平，三级管T8截止，发射极输出高电平信号，复位信号RESETOU变低电平，完成上电复位重启功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种单片机故障自动重启电路，其特征在于：包括计数分频器U1、反相器U2、上电复位电容C2、三级管T8、保护二极管D1、五个电压匹配二极管D2、D3、D4、D5、D6，

所述计数分频器U1的输入CIN脚接输入电阻R1的一端、计数分频器U1的输出CX脚接振荡电容C1的一端、计数分频器U1的输出RX脚接振荡电阻R2的一端，输入电阻R1的另一端、振荡电容C1的另一端、振荡电阻R2的另一端连接到一起；计数分频器U1的复位RST脚通过接地电阻R3连接到电源地，同时连接到隔离电容C3的一端，隔离电容C3的另一端连接到电路输入恢复信号端RESETIN、保护二极管D1的负极，保护二极管D1的正极连接到电源地；计数分频器U1的输出Q2脚连接到电压匹配二极管D2的负极，计数分频器U1的输出Q32脚连接到电压匹配二极管D3的负极；计数分频器U1的输出Q4脚、Q8脚、Q16脚悬空；

所述电压匹配二极管D2的正极、电压匹配二极管D3的正极连接到一起通过上拉电阻R4连接到电源VCC，同时连接到电压匹配二极管D4的正极，电压匹配二极管D4的负极连接到电压匹配二极管D5的正极；电压匹配二极管D5的负极连接到电压匹配二极管D6的负极、三极管T8的基极；电压匹配二极管D6的正极连接到上电复位电容C2的一端、对地放电电阻R5的一端，上电复位电容C2的另一端连接到电源VCC，对地放电电阻R5的另一端连接到电源地；

所述三极管T8的发射极连接到电源地，集电极通过上拉电阻R6连接到电源VCC上，同时连接到反相器U2的输入端；反相器U2的输出端通过上拉电阻R7连接到电源VCC上，同时输出给单片机系统故障自动重启信号RESETOUT。

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