CN202887168U

CN202887168U - 一种适用于无人值守设备的看门狗电路

Info

Publication number: CN202887168U
Application number: CN 201220521842
Authority: CN
Inventors: 苏伟达; 吴允平; 蔡声镇; 李汪彪; 刘华松; 汪培; 胡文倩
Original assignee: Fujian Normal University
Current assignee: Fujian Normal University
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-12

Abstract

本实用新型涉及一种适用于无人值守设备的看门狗电路。电路由可编程器件U1、P沟道场效应管Q1、PNP三极管Q2、NPN三极管Q3、按钮开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1组成。采用了可编程器件与几个分立元件组成的看门狗电路，在微处理器热启动无效的情况下，实现冷启动功能，特别适合野外的无人值守设备使用；电路还兼有上电复位、手动复位和防止了升级过程中死机而无法恢复的功能。

Description

一种适用于无人值守设备的看门狗电路

技术领域

本实用新型涉及一种看门狗电路，具体说是涉及一种适用于无人值守设备的看门狗电路。

背景技术

电子设备的可靠性一直以来是工程师追求的目标，尤其是在野外应用中，常常由于雷电干扰、电压不稳等原因造成微处理器程序跑飞或死机等问题，导致了设备工作异常。为了保证微处理器在受到干扰后能够自动恢复正常，一般在电路中会增加看门狗电路或在程序中增加看门狗软件，以期检测到系统工作异常时，对微处理器执行复位，使其能够尽快恢复，对无人值守的设备尤为重要。

为此，国内专家进行了深入研究，发明了各种新型的看门狗电路。ZL200510000229.6公开了一种看门狗电路，可实现看门狗电路的定时复位时间可调，同时降低逻辑器件实现成本。ZL200810225504.8发明了一种实现看门狗功能的可编程逻辑电路，在无人值守的情况下，实现系统在发生异常或死机时能自动恢复，达到保护系统的目的。ZL200810066973.X提出了一种嵌入式设备中监控看门狗的实现方法，通过软件硬件相互结合上电握手和监控方式，在同一个系统中FPGA与CPU相互监控，出异常后互相能够复位对方。鉴于微处理在程序跑飞或死机时多数情况下可以通过复位引脚来恢复，这种复位方式被称为热启动，但有时候这种方法是无效的，需要将微处理器重新上电后才能恢复，即断开电源一段时间后再通电，这种复位方式被称为冷启动。因此，急需设计一种既有一般看门狗的功能有管理微处理器电源的功能的看门狗电路。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种适用于无人值守设备的看门狗电路，克服了现有看门狗电路不能实现冷启动功能的不足。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案和措施是：

看门狗电路由有8个引脚的可编程器件U1、P沟道场效应管Q1、PNP三极管Q2、NPN三极管Q3、按钮开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1组成，其中：

可编程器件U1的引脚1与按钮开关S1的一端相连；

可编程器件U1的引脚2与电阻R4相连后，再与看门狗电路使能控制输入端EN相连；

可编程器件U1的引脚3通过与电阻R6相连后，再与看门狗电路的喂狗信号输入端WDI相连；

可编程器件U1的引脚4接地；

可编程器件U1的引脚5与复位信号输出端nRST相连；

可编程器件U1的引脚6 PCON端为控制输出端，控制被监控的微处理器的电源开或关状态，通过与电阻R5相连后与再与NPN三极管Q3的基极相连；

可编程器件U1的引脚8与电容C1相连后接地，引脚8与电容C1相连的接点上连接有看门狗电路的工作电源VDD1；

NPN三极管Q3发射极接地，集电极通过与电阻R3相连后再与PNP三极管Q2基极相连，电阻R3与PNP三极管Q2基极相连的节点上连接电阻R2后再连接电源输入端VDD2；

PNP三极管Q2的集电极分别与P沟道场效应管Q1栅极相连，同时PNP三极管Q2的集电极与P沟道场效应管Q1栅极相连的节点上连接电阻R7接地；PNP三极管Q2发射极与电源输入端VDD2相连；

P沟道场效应管Q1源极与电源输入端VDD2相连； P沟道场效应管Q1漏极与电源VDD3相连；

可编程器件U1的引脚1与按钮开关S1的节点以及可编程器件U1的引脚8与电容C1相连的节点之间，连接有电阻R1。

所述的看门狗电路，通过电源VDD3、喂狗信号输入端WDI、使能控制输入端EN、复位信号输出端nRST与被监控的微处理器相连。

所述电源VDD3为被监控的微处理器的工作电源，受看门狗电路控制。

所述可编程器件U1为ATtiny13微处理器。

所述按钮开关S1作为手动复位键。

当被监控的微处理器工作异常，未及时输出喂狗信号到可编程器件U1的引脚3，接着可编程器件U1的引脚5输出一个复位脉冲，强制给被监控的微处理器执行热启动，实现一般看门狗的功能。若在设定的时间内，被监控的微处理器仍没有输出喂狗信号，说明热启动无法让其恢复正常，可编程器件U1的引脚6将输出高电平，让NPN三极管Q3和PNP三极管Q2饱和导通，P沟道场效应管Q1截止，强制将被监控的微处理器的工作电源VDD3与电源输入端VDD2断开；经过一段时间后（时间可设定），可编程器件U1的引脚6输出低电平，让NPN三极管Q3和PNP三极管Q2截止，P沟道场效应管Q1饱和导通，重新接通电源，从而完成一次冷启动的过程。电源输入端VDD2与看门狗电路的工作电源VDD1分开，可以从系统中不同的供电路径取电，使用更加灵活。

当被监控的微处理器进入升级状态前，输出三个脉冲信号到可编程器件U1的引脚2，并保持低电平，以禁止看门狗功能，此时可编程器件U1将在一段时间（时间可设定）内不再检测喂狗信号，也不输出复位信号。当被监控的微处理器升级结束后，输出三个脉冲到可编程器件U1的引脚2，并保持高电平，以使能看门狗功能。若被监控的微处理器在升级过程中出现异常，规定时间内未使能看门狗，可编程器件U1的引脚5将输出复位信号以强制被监控的微处理器退出升级状态，从而防止了升级过程中死机而无法恢复的问题。

当看门狗电路的工作电源VDD1上电后，看门狗电路将为被监控的微处理器完成一次上电复位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用了可编程器件与几个分立元件组成的看门狗电路，在微处理器热启动无效的情况下，实现冷启动功能，特别适合野外的无人值守设备使用；电路还兼有上电复位、手动复位和防止了升级过程中死机而无法恢复的功能。

附图说明

图1是本实用新型所述的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图1，详细叙述本实用新型的具体结构和实施例。

图1中，U1为可编程器件，Q1为P沟道场效应管，Q2为PNP三极管，Q3为NPN三极管，S1为按钮开关，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7为电阻、C1为电容。EN为看门狗使能控制输入端，与被监控的微处理器的一个I/O口连接。WDI为看门狗喂狗信号输入端，与被监控的微处理器的一个I/O口连接。nRST为复位信号输出端，与被监控的微处理器的复位引脚连接。VDD1为看门狗电路的工作电源，VDD2为电源输入端，VDD3为被监控的微处理器的工作电源。

可编程器件U1的引脚1分别与按钮开关S1、电阻R1一端相连，作为手动复位输入端；可编程器件U1的引脚2与电阻R4一端相连，电阻R4另一端作为看门狗使能控制输入端；可编程器件U1的引脚3与电阻R6一端相连，电阻R6另一端作为看门狗喂狗信号输入端；可编程器件U1的引脚4接地；可编程器件U1的引脚5为复位信号输出端；可编程器件U1的引脚6与电阻R5一端相连；可编程器件U1的引脚8与看门狗电路的工作电源VDD1相连；电阻R5另一端与NPN三极管Q3基极相连；NPN三极管Q3发射极接地，集电极与电阻R3一端相连；电阻R3另一端分别与电阻R2一端、PNP三极管Q2基极相连；PNP三极管Q2集电极分别与P沟道场效应管Q1栅极、电阻R7一端相连； PNP三极管Q2发射极与电源输入端VDD2相连；P沟道场效应管Q1源极与电源输入端VDD2相连；P沟道场效应管Q1漏极与电源输出端VDD3相连。

当被监控的微处理器工作正常，会连续不断地向WDI输出喂狗信号，看门狗电路不产生复位信号。

当被监控的微处理器工作异常，未及时向WDI端输出喂狗信号，可编程器件将输出一个复位脉冲，强制给被监控的微处理器执行热启动。若在设定的时间内（一般设置为系统启动时间的两倍，确保系统启动已完成），被监控的微处理器仍未向WDI端输出喂狗信号，可编程器件的6引脚将输出高电平，让Q3和Q2饱和导通，Q1截止，关闭被监控的微处理器的工作电源VDD3；经过一段时间后（一般设置为10秒，使接在VDD3上的滤波电容的残留电压为零），可编程器件引脚6输出低电平，让Q3和Q2截止，Q1饱和导通，重新接通电源，从而完成一次冷启动的过程。Q1起到电源开关的作用；R1、R2为上拉电阻；R4、R6为限流电阻，以保护可编程器件的I/O口。

当被监控的微处理器进入升级状态前，输出三个脉冲信号到EN端，并保持低电平，以禁止看门狗功能，此时可编程器件将在设定的时间内（一般设置为系统升级时间的两倍，确保系统升级已完成）不再检测喂狗信号，也不输出复位信号。当被监控的微处理器升级结束后，输出三个脉冲信号到EN端，并保持高电平，以使能看门狗功能。若被监控的微处理器在升级过程中出现异常，设定时间内未使能看门狗，可编程器件将输出复位信号以强制被监控的微处理器退出升级状态，从而防止了升级过程中死机而无法恢复的问题。

当VDD1上电后，看门狗电路将为被监控的微处理器完成一次上电复位。

Claims

1.一种适用于无人值守设备的看门狗电路，其特征是：

可编程器件U1的引脚1与按钮开关S1的一端相连；

可编程器件U1的引脚4接地；

可编程器件U1的引脚5与复位信号输出端nRST相连；

2.按照权利要求1所述的一种适用于无人值守设备的看门狗电路，其特征是所述可编程器件U1为ATtiny13微处理器。

3.按照权利要求1所述的一种适用于无人值守设备的看门狗电路，其特征是所述的看门狗电路，通过电源VDD3、喂狗信号输入端WDI、使能控制输入端EN、复位信号输出端nRST与被监控的微处理器相连。

4.按照权利要求1所述的一种适用于无人值守设备的看门狗电路，其特征是所述电源VDD3为被监控的微处理器的工作电源，受看门狗电路控制。

5.按照权利要求1所述的一种适用于无人值守设备的看门狗电路，其特征是所述按钮开关S1作为手动复位键。