CN208128222U - 一种单片机上电过程输出稳定电路 - Google Patents

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尹江飞
杨璇
余恒恒
刘瑞
周伟
陈俊宇
许强
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Abstract

本实用新型涉及一种单片机上电过程输出稳定电路,包括单片机U1,电容C1,二极管D1、D2,三极管Q1、Q2、Q3,电阻R1、R2、R3、R4、R5,开关S1。本实用新型在之前的电路上,增加了三极管Q1、R1、D1、Q2、C1、R2、D2。通过对电容的充电,确保上电过程中三极管Q2导通,二极管D1的正极是低电平,三极管Q1是截止状态,输出端Vout为低电平,同时电容C1充电时间大于单片机上电复位时间,保证在单片机U1正常工作之后I/O口有效控制输出信号。该改进型电路可以确保检测系统避免因单片机上电过程造成I/O口输出信号的不确定性,有效控制输出信号,提高了系统的可靠性。

Description

一种单片机上电过程输出稳定电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电子电力技术领域,具体涉及一种解决单片机上电过程中输出不 确定性的电路。
背景技术
[0002] 船舶设备检测系统中,通过传感器采集船用设备的温度设定门限来触发单片机的 供电开关按钮,然后单片机通过定时输出船用设备的控制信号,由于单片机在上电过程中 控制信号的输出存在不确定性,这样会导致船用设备不受控,以至早成设备损坏等安全隐 患,现有的用于解决单片机上电过程中输出不确定性的电路如图1所示,由于仅采用一个三 极管,且不存在其他条件控制元件,单片机的输出直接控制三级管的导通,在实际应用依然 存在输出不确定的问题,因此有必要对当前的控制电路提出一种改造型电路。 实用新型内容
[0003] 本实用新型针对现有技术中存在的技术问题,提供一种单片机上电过程输出稳定 电路,能够避免单片机的输出控制信号失控带来船用设备的损坏,提高船用设备监控系统 的可靠性。
[0004] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种单片机上电过程输出稳定电 路,包括单片机111,电容(:1,二极管01、02,三极管讥、〇2、〇3,电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5,开关51; [0005] 开关S1的前级连接直流输入VCC,S1的后端和三极管Q1的C极之间连接电阻R1,三 极管Q1的B极连接二极管D1的负极,三极管Q1的E极连接输出Vout,Vout和直流输入的GND之 间连接R5,二极管D1的正极接三极管Q2的C极,三极管Q2的E极接直流输入的GND,三极管Q2 的B极和电容C1之间接电阻R2,电阻R2和开关S1的后端之间接电容C1,电容C1和电阻R2之 间接二极管D2的负极,二极管D2的正极接直流输入的GND,二极管D1的正极和开关S1的后 端之间接电阻R3,二极管D1的正极和电阻R3之间接三极管Q2的C极及三极管Q3的C极,三极 管Q3的E极接直流输入的GND,三极管Q3的B极接单片机U1的控制信号输出端,三极管Q3的B 极和开关S1后端之间接电阻R4。
[0006] 本实用新型在之前的电路基础上,增加了三极管〇1、1?1、〇1、〇2、(:1、1?2、02,单片机 以STM32F101C8T6为例,在开关S1闭合时,单片机U1进行上电,单片机U1的上电到正常工作 这个过程需要100ms,由于单片机U1的32脚输出是低有效,上电过程中不管单片机U1的32 脚输出状态是否确定(正常情况下应该是高电平),由于三极管Q2的存在,在这个上电过程 中会先给电容C1充电,充电过程三极管Q2就会导通,此时二极管D1的正极电平是低电平,故 三极管Q1不导通,输出端Vout没有输出,当C1充电到电压达到(VCC-0.7) V时,则三极管Q2就 截止,电容充电时间为660ms,大于单片机U1的上电复位时间100ms,这就充分说明了当三极 管Q2截止时,单片机U1的32脚输出为高电平,三极管Q3导通,这样二极管D1的正极还是低电 平,三极管Q1截止,输出端Vout没有输出。只有当单片机U1的32脚输出低电平时,三极管Q3 和Q2都截止,二极管D1的正极为高电平,三极管Q1导通,输出端Vout输出为高电平,输出有 散。
[0007]本实用新型的有益效果在于,在之前的电路上,增加了三极管Q1、R1、D1、Q2、C1、 =、D2。通过对电容的充电,确保上电过程中三极管Q2是导通的,二极管见的正极是低电平, 三极管Q1是截止状态,输出端Vout为低电平,同时电容C1充电时间大于单片机上电复位时 间,保证在单片机U1正常工作之后I/O 口有效控制输出信号。该改进型电路可以确保检测 系统避免因单片机上电过程造成I/O 口输出信号的不确定性,有效控制输出信号,提高了系 统的可靠性。
附图说明
[0008]图1为改进前的原理图。
[0009]图2为本实用新型一种单片机上电过程输出稳定电路的原理图。
[0010]图3为本实用新型Q2导通的暂态电路图。
[0011]图4为本实用新型Q3导通的暂态电路。
[0012]图5为本实用新型Q1导通的暂态电路。
具体实施方式
[0013]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用 新型,并非用于限定本实用新型的范围。
[0014]如附图2所示,本实用新型提供了一种单片机上电过程输出稳定电路。该电路包括 单片机U1 (STM32F101C8T6),电容C1,二极管D1、D2,三极管則、02、03,电阻1?1、1^2、1?3、1?4、 R5,开关S1。
[0015]开关S1的前级连接直流输入VCC,S1的后端和三极管Q1的C极之间连接电阻R1,三 极管Q1的B极连接二极管D1的负极,三极管Q1的E极连接输出Vout,Vout和直流输入的GND之 间连接R5,二极管D1的正极接三极管Q2的C极。三极管Q2的E极接直流输入的GND,三极管Q2 的B极和电容C1之间接电阻R2,电阻R2和开关之间接直流输入的GND,电容C1和电阻R2之 间接二极管D2的负极,二极管D2的正极接直流输入的GND,二极管D1的正极和开关S1的后 端之间接电阻R3,二极管D1的正极和电阻R3之间接三极管Q2的C极及三极管Q3的C极,三极 管Q3的E极接直流输入的GND,三极管Q3的B极接单片机U1的32脚,三极管Q3的B极和开关S1 后端之间接电阻R4。
[0016]本实用新型在之前的电路基础上,增加了三极管01、1?1、〇1、02、(:1、1?2、〇2,在开关 S1闭合时,单片机U1进行上电,单片机U1的上电到正常工作这个过程需要l〇〇ms,由于单片 机U1的32脚输出是低有效,上电过程中不管单片机U1的32脚输出状态是否确定(正常情况 下应该是高电平),由于三极管Q2的存在,在这个上电过程中会先给电容C1充电,充电过程 三极管Q2就会导通,此时二极管D1的正极电平是低电平,故三极管Q1不导通,输出端Vout没 有输出,当C1充电到电压达到(VCC-0 • 7) V时,则三极管Q2就截止,电容充电时间为660ms,大 于单片机U1的上电复位时间l〇〇ms,这就充分说明了当三极管Q2截止时,单片机U1的32脚输 出为高电平,三极管Q3导通,这样二极管D1的正极还是低电平,三极管Q1截止,输出端Vout 没有输出。只有当单片机U1的32脚输出低电平时,三极管Q3和Q2都截止,二极管叫的正极 为高电平,三极管Q1导通,输出端Vout输出为尚电平,输出有效。
[0017] 所有三极管的B极均作为触发端,接收触发信号导通或关断三极管。
[0018] 其工作过程如下:
[0019] (1)三极管Q2导通期间
[0020] 开关S1闭合,电容C1进行充电过程中,三极管Q2—直处于导通状态,导通时间为 4R_2C_1;三极管Q1—直处于关断状态,三极管Q3状态不确定(单片机没有回复正常工作之 前)。工作过程见图3电路,电流路径为C1 —R2—Q1—GND此阶段,避免电路的电流流通路 径:Rl—Q2—R5—GND;
[0021] (2)三极管Q2关断期间
[0022] 当电容C1充满电之后,三极管Q2处于关断状态后,这个时候单片机已经恢复正常 工作,且三极管Q3处于导通状态,见图4电路,其电流流通路径为R3—Q3—GND。
[0023] ⑶三极管Q1导通期间
[0024] 单片机U1的32脚输出低电平,三极管Q3处于截止状态,同时三极管Q2也是处于截 止状态,则二极管D1的正极为高电平,三极管Q1处于导通状态,工作过程见5电路,电流路径 为:R1 —Q1 —R5—HiND。
[0025] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用 新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保 护范围之内。

Claims (1)

  1. 上一种单片机上电过程输出稳定电路,其特征在于,包括单片机U1,电容Cl,二极管D] D2,三极管 Q1、Q2、Q3,%®R1、R2、R3、R4、R5^%1; 、 开关S1的前级连接直流输入VCC,S1的后端和三极管Q1的C极之间连接电阻!^,三极管 Q1的B极连接一极管D1的负极,三极管Q1的E极连接输出Vout,Vout和直流输入的GND之间连 接R5,二极管D1的正极接三极管Q2的C极,三极管Q2的E极接直流输入的GND,三极管Q2的B极 和电容C1之间接电阻R2,电阻R2和开关S1的后端之间接电容C1,电容C1和电阻R2之间接二 极管D2的负极,二极管D2的正极接直流输入的GND,二极管D1的正极和开关S1的后端之间接 电阻R3,二极管D1的正极和电阻R3之间接三极管Q2的C极及三极管Q3的C极,三极管Q3的E极 接直流输入的GND,三极管Q3的B极接单片机U1的控制信号输出端,三极管Q3的B极和开关S1 后端之间接电阻R4。
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