CN207232941U - 一种硬件看门狗逻辑电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种硬件看门狗逻辑电路，属于电源控制电路领域。本实用新型包括电源输入模块、开关模块、CPU控制模块及看门狗逻辑运算模块，所述电源输入模块输出端分别与开关模块输入端和看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述开关模块输出端为CPU控制模块供电，所述CPU控制模块输出端与看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述看门狗逻辑运算模块控制所述开关模块的闭合与关断。本实用新型的有益效果为：控制简单，电子元件少、价格低廉，主要运用在一些工作环境恶劣，需要长时工作的智能设备，为长时工作的智能冰箱、广告机、监控设备等智能设备的工作稳定性提供了保障；能保证设备死机后快速恢复到正常工作状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源控制电路，尤其涉及一种硬件看门狗逻辑电路。
背景技术
现有很多智能ARM及CPU方案只有软件复位，软件复位是软件模拟一款虚拟的看门狗算法，当程序跑飞后，自动进入看门狗状态；自己计时，超过一定时间认为运行程序代码错误就自己发出复位信号；这种虚拟的看门狗算法只能监控软件本身部分是否死机，不能监控外部设备及外部环境对电源和其它系统的冲击。如果电源系统死机，供电都不正常了，软件无法通过算法判断其它系统是否崩溃，或者自身电源都异常切断了，自己系统都无法维持自动发出复位信号；很不适合长期一直工作的智能Tablet(平板)，如智能冰箱、广告机、监控设备等，这些设备都是要长时间工作的，假设中途因各种电源波动或者死机，机台就不会正常工作，一直处于失效状态，特别是在一些恶劣环境下工作的设备，需要更长的时间保证工作，人工又不可能时时监控设备是否正常，所以急需要一个稳定的看门逻辑电路实现自动硬复位，让机台及时重新恢复到工作状态。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种硬件看门狗逻辑电路。
本实用新型包括电源输入模块、开关模块、CPU控制模块及看门狗逻辑运算模块，所述电源输入模块输出端分别与开关模块输入端和看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述开关模块输出端为CPU控制模块供电，所述CPU控制模块输出端与看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述看门狗逻辑运算模块控制所述开关模块的闭合与关断。
本实用新型作进一步改进，所述电源输入模块的输入端是由外部电源适配器或机器分配电源输入稳定的5V直流电源，所述电源输入模块包括电源输入接口J11、滤波电容C4及高频电容C5，所述滤波电容C4及高频电容C5的一端分别与电源输入接口J11相连，所述滤波电容C4及高频电容C5的另一端接地。
本实用新型作进一步改进，所述开关模块包括PMOS管Q1、电容C6、电阻R4和电阻R5，所述PMOS管Q1的源极S接电源输入模块和通过电容C6与PMOS管Q1的栅极G相连，所述PMOS管Q1的漏极D输出电源，所述PMOS管Q1的栅极G分别与电阻R4和电阻R5的一端相连。
本实用新型作进一步改进，所述CPU控制模块用于向看门狗逻辑运算模块发出Work_UP 工作维持信号及输出逻辑电平信号。
本实用新型作进一步改进，所述看门狗逻辑运算模块包括集成电路U1、电容C7、电容 C8、电阻R3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q3、三极管Q4、所述集成电路U1的引脚1通过电容C7接引脚8，所述集成电路U1的引脚2VCC引脚和引脚4PFI引脚接电源输入模块和电容C8一端，所述电容C8另一端接地，所述集成电路U1的引脚3 接地，所述集成电路U1的引脚6接CPU控制模块的喂狗信号WDI输出端，引脚7分别接电阻R8一端、三极管Q4基极和通过电阻R9接CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端，所述电阻R8另一端接三极管Q3的基极，所述三极管Q3集电极接电R4另一端及通过电阻 R3接PMOS管Q1的源极S和电源输入模块输出端之间，所述三极管Q3发射极接地和通过电阻R7接基极，所述三极管Q4集电极接电阻R5另一端，发射极接地，所述电阻R10一端接电阻R9和CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端之间，所述电阻R10另一端接地。
本实用新型作进一步改进，所述看门狗逻辑运算模块还包括设置在集成电路U1引脚7 和电阻R9之间的二极管D1，所述二极管D1正极接三极管Q4基极和电阻R9之间。
本实用新型作进一步改进，所述看门狗逻辑运算模块还包括三极管Q2和与三极管Q2 基极连接的电阻R6，所述电阻R6另一端接电源，三极管Q2集电极接电阻R5另一端，所述三极管Q2发射极接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：控制简单，电子元件少、价格低廉，主要运用在一些工作环境恶劣，需要长时工作的智能设备，为长时工作的智能冰箱、广告机、监控设备等智能设备的工作稳定性提供了保障；能保证设备死机后快速恢复到正常工作状态。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型电路原理图；
图3为本实用新型CPU控制模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括电源输入模块、开关模块、CPU控制模块及看门狗逻辑运算模块，所述电源输入模块输出端分别与开关模块输入端和看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述开关模块输出端为CPU控制模块供电，所述CPU控制模块输出端与看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述看门狗逻辑运算模块控制所述开关模块的闭合与关断。
如图2所示，所述电源输入模块的输入端是由外部电源适配器或机器分配电源输入稳定的5V直流电源，所述电源输入模块包括电源输入接口J11、滤波电容C4及高频电容C5，所述滤波电容C4及高频电容C5的一端分别与电源输入接口J11相连，所述滤波电容C4及高频电容C5的另一端接地。其中，所述滤波电容C4为胆电解滤波电容，高频电容C5 为高频旁路电容。本例的5V电源经过电源输入接口J11的DC(直流)座子输入，被滤波电容C4和高频电容C5滤除了交流纹波及高频干扰。
本例的开关模块包括大电流的PMOS管Q1、电容C6、电阻R4和电阻R5，所述PMOS管Q1的源极S接电源输入模块和通过电容C6与PMOS管Q1的栅极G相连，所述PMOS管Q1 的漏极D输出电源，所述PMOS管Q1的栅极G分别与电阻R4和电阻R5的一端相连。本模块主要是控制智能Tablet主供电的闭合和关断。
如图3所示，所述CPU控制模块用于向看门狗逻辑运算模块发出Work_UP工作维持信号(简称Work_UP信号)及输出逻辑电平信号做参考。
如图2和图3所示，所述看门狗逻辑运算模块主要自动监测电源管理系统及CPU控制模块的逻辑电平是否正常，如果不正常，所述看门狗逻辑运算模块的看门狗逻辑运算部分就会自动发出断电源信号；实现一次硬复位短暂切断电源，达到给智能Tablet主供电重新上电一次。具体地，所述看门狗逻辑运算模块包括集成电路U1、电容C7、电容C8、电阻 R3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q3、三极管Q4、所述集成电路U1的引脚1通过电容C7接引脚8，所述集成电路U1的引脚2VCC引脚和引脚4PFI引脚(可编程功能接口)接电源输入模块和电容C8一端，所述电容C8另一端接地，所述集成电路U1 的引脚3接地，所述集成电路U1的引脚6接CPU控制模块的喂狗信号WDI输出端，引脚7 分别接电阻R8一端、三极管Q4基极和通过电阻R9接CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端，所述电阻R8另一端接三极管Q3的基极，所述三极管Q3集电极接电R4另一端及通过电阻R3接PMOS管Q1的源极S和电源输入模块输出端之间，所述三极管Q3发射极接地和通过电阻R7接基极，所述三极管Q4集电极接电阻R5另一端，发射极接地，所述电阻 R10一端接电阻R9和CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端之间，所述电阻R10另一端接地。
所述看门狗逻辑运算模块还包括设置在集成电路U1引脚7和电阻R9之间的二极管D1，所述二极管D1正极接三极管Q4基极和电阻R9之间。二极管D1的作用为：因CPU控制模块(简称CPU)死机后，CPU的GPIO Work_UP口的状态不确定，有时可能是高电平，如果为高电平就会把三极管Q4导通，所以增加二极管D1，当WDI喂狗信号不符合集成电路U1 DIO706的规格要求时；判断CPU已经死机，集成电路U1 DIO706引脚7的Reset信号同时经二极管D1把Work_UP信号拉低。
所述看门狗逻辑运算模块还包括三极管Q2和与三极管Q2基极连接的电阻R6，所述电阻R6另一端接电源，三极管Q2集电极接电阻R5另一端，所述三极管Q2发射极接地。
图2中的USBDC_IN是出厂前升级口USB线的电源输入，三极管Q2主要是智能产品刚下线升级时，强制开启开关模块，以便电源给CPU控制模块供电，完成程序下载。
本实用新型电路的原理为：
当由外部Adapter(电源适配器)或机器分配电源输入稳定的5V电源时，5V电源经过电容C4、C5、C8分别输入到PMOS管Q1源极S的4、8脚及集成电路U1的第2脚；DC5V 输入到集成电路U1的第2脚主要是给集成电路U1提供工作电源，集成电路U1上电后会启动集成电路U1芯片内部硬件算法开始工作，集成电路U1工作后第7引脚Reset先发出2 秒的高电平信号，经过电阻R8到三极管Q3的第1脚，本例三极管Q3为NPN型三极管，三极管Q3第1脚为基极，三极管Q3的Vbe大于0.7V，三极管Q3导通，三极管Q3导通后第 3脚集电极被拉低，三极管Q3第3脚低电平信号同时把电阻R4及PMOS管Q1的第3脚的电平也拉低了，当PMOS管Q1的第3脚为低电平时，PMOS管Q1导通，导通后DC输入5V 电源通过PMOS管Q1，经过滤波电容C1、C2、C3给到CPU控制模块和智能Tablet其他电路供电。
CPU控制模块上电后，自动触发上电开机，CPU先初始化，因CPU初始化的时间较久；初始化的过程中也不能发出标准规范的时间信号；并且，看门狗逻辑运算模块运行2S后，Reset引脚也会先保持低电平，所以CPU在初始化过程中，同时要发出Work_UP信号维持正常供电，Work_UP信号由CPU的GPIO口引脚T8输出，输出维持4S的高电平经过电阻R9 到三极管Q4的第1脚，三极管Q4为NPN型三极管，三极管Q4第1脚为基极，三极管Q4 的Vbe大于0.7V，三极管Q4导通，三极管Q4导通后第3脚集电极被拉低，三极管Q4第3 脚低电平信号同时把与之相连的电阻R5及PMOS管Q1的第3脚的电平也拉低，当PMOS管 Q1的第3脚为低电平时，PMOS管Q1导通，这样Work_UP信号就维持了PMOS管Q1在上电 4S之内不会截止，保持供电状态。
当CPU初始化几百毫秒后，这时GPIO口引脚U7可以输出标准时间信号，本例的标准时间信号为：高电平维持范围1S－1.6S，低电平也在要1S－1.6S维持范围内，高低平合成一个周期；这种WDI喂狗信号(时间信号)经CPU GPIO口输出到集成电路U1第6脚，集成电路U1第6脚接收CPU发出的喂狗信号，集成电路U1内部通过看门狗逻辑运算，运算处理喂狗信号是否在范围标准内。
当WDI喂狗信号符合集成电路U1 DIO706的规格要求后；集成电路U1第7脚Reset再次维持高电平信号，经过电阻R8到三极管Q3的第1脚基极，三极管Q3导通，三极管 Q3导通后第3脚集电极被拉低，三极管Q3第3脚低电平信号将PMOS管Q1的第3脚的电平也拉低，当PMOS管Q1的第3脚为低电平时，PMOS管Q1一直维持导通，此时，CPU的Work_UP信号可以不用输入，保持低电平状态。正常工作状态下，PMOS管Q1一直维持导通，保证机台正常工作。
当WDI喂狗信号不符合U1 DIO706的规格要求时；如CPU死机后，CPU GPIO输出一直高或一直低的电平信号，这种不规则的喂狗信号输入到集成电路U1第6脚，集成电路 U1第6脚接收到CPU发出的不规则信号，经过集成电路U1内部看门狗逻辑运算，2个周期后，判断CPU异常或者已死机，判断不符合，由集成电路U1第7脚Reset信号发2S秒的高电平，集成电路U1第7脚高电平经过电阻R8到三极管Q3的第1脚基极，三极管Q3的 Vbe小于0.7V，三极管Q3截止，截止后三极管Q3第3脚集电极被电阻R3接到电源输入模块输出的DC_IN的电平拉高，电阻R3同时把电阻R4及PMOS管Q1的第3脚的电平也拉高，当PMOS管Q1的第3脚为高电平时，PMOS管Q1截止，PMOS管Q1截止切断DC输入电源，智能Tablet主供电及CPU控制模块电源被切断。
2S后，集成电路U1 DIO706第7脚Reset再次输出2S的高电平信号，经过电阻R8到三极管Q3的第1脚基极，三极管Q3的Vbe大于0.7V，三极管Q3导通电，三极管Q3导通后第3脚集电极被拉低，三极管Q3第3脚低电平信号同时把电阻R4及PMOS管Q1的第3 脚的电平也拉低，当PMOS管Q1的第3脚为低电平时，PMOS管Q1导通，导通后DC输入5V 电源通过PMOS管Q1，经过滤波电容C1、C2、C3给到CPU控制模块供电，整个系统再次硬做了1次重新上电复位，维持了机台正常工作。
本实用新型主要运用在一些工作环境恶劣、需要长时工作的智能设备，为长时工作的智能冰箱、广告机、监控设备等的工作稳定性提供了保障；并且能保证设备死机后快速恢复到正常工作状态。本实用新型具有控制简单，电子元件少、价格低廉等优点。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：包括电源输入模块、开关模块、CPU控制模块及看门狗逻辑运算模块，所述电源输入模块输出端分别与开关模块输入端和看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述开关模块输出端为CPU控制模块供电，所述CPU控制模块输出端与看门狗逻辑运算模块输入端相连，所述看门狗逻辑运算模块控制所述开关模块的闭合与关断。
2.根据权利要求1所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述电源输入模块的输入端是由外部电源适配器或机器分配电源输入稳定的5V直流电源，所述电源输入模块包括电源输入接口J11、滤波电容C4及高频电容C5，所述滤波电容C4及高频电容C5的一端分别与电源输入接口J11相连，所述滤波电容C4及高频电容C5的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述开关模块包括PMOS管Q1、电容C6、电阻R4和电阻R5，所述PMOS管Q1的源极S接电源输入模块和通过电容C6与PMOS管Q1的栅极G相连，所述PMOS管Q1的漏极D输出电源，所述PMOS管Q1的栅极G分别与电阻R4和电阻R5的一端相连。
4.根据权利要求3所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述CPU控制模块用于向看门狗逻辑运算模块发出Work_UP工作维持信号及输出逻辑电平信号。
5.根据权利要求4所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述看门狗逻辑运算模块包括集成电路U1、电容C7、电容C8、电阻R3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q3、三极管Q4、所述集成电路U1的引脚1通过电容C7接引脚8，所述集成电路U1的引脚2 VCC引脚和引脚4 PFI引脚接电源输入模块和电容C8一端，所述电容C8另一端接地，所述集成电路U1的引脚3接地，所述集成电路U1的引脚6接CPU控制模块的喂狗信号WDI输出端，引脚7分别接电阻R8一端、三极管Q4基极和通过电阻R9接CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端，所述电阻R8另一端接三极管Q3的基极，所述三极管Q3集电极接电R4另一端及通过电阻R3接PMOS管Q1的源极S和电源输入模块输出端之间，所述三极管Q3发射极接地和通过电阻R7接基极，所述三极管Q4集电极接电阻R5另一端，发射极接地，所述电阻R10一端接电阻R9和CPU控制模块Work_UP工作维持信号输出端之间，所述电阻R10另一端接地。
6.根据权利要求5所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述看门狗逻辑运算模块还包括设置在集成电路U1引脚7和电阻R9之间的二极管D1，所述二极管D1正极接三极管Q4基极和电阻R9之间。
7.根据权利要求6所述的硬件看门狗逻辑电路，其特征在于：所述看门狗逻辑运算模块还包括三极管Q2和与三极管Q2基极连接的电阻R6，所述电阻R6另一端接电源，三极管Q2集电极接电阻R5另一端，所述三极管Q2发射极接地。
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| CN201720249986.5U CN207232941U (zh) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | 一种硬件看门狗逻辑电路 |
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