CN208922098U - 新型看门狗电路及其制成的计量仪表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型看门狗电路，包括计时芯片、计时设定模块、复位信号处理模块、看门狗信号控制模块和喂狗信号控制模块；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过看门狗信号控制模块输出到复位信号处理模块的输入端；控制器芯片输出喂狗信号通过喂狗信号控制模块输入到计时芯片；计时芯片输出复位信号通过复位信号处理模块输入控制器芯片的复位引脚，从而实现对控制器芯片的复位。本实用新型还公开了包括所述新型看门狗电路的计量仪表。本实用新型通过两路看门狗定时时间的设置，实现了可控的看门狗信号输出，电路不仅简单可靠，而且适用性好。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种新型看门狗单路及其制成的计量仪表。
背景技术
随着经济技术的发展，智能化设备已经广泛应用于人们的生产和生活中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，智能化设备的可靠稳定运行就成为了智能化设备最重要的任务之一。
看门狗电路是电路中用于异常情况下复位控制器芯片的重要电路。现有的看门狗电路，其看门狗响应时间基本为固定值：如集成的MAX706看门狗芯片，定时时间是固定在1.6S左右，很难满足特殊应用要求，在许多设备，特别是非实时操作系统的设备中，由于CPU启动时，需要先进行内核启动，待内核启动完成后，再进行应用操作。由于内核启动时间较长，一般均无法使用集成类看门狗来监控CPU。因此在此种应用中一般有两种方式：第一种是使用定时时间较长的看门狗电路，此定时时间一般均超过内核启动时间，避免由于内核启动时，无法实现喂狗而导致的CPU复位。但在正常应用中，一旦系统死机，则由于看门狗定时时间长，其CPU复位时间较长，造成系统死机时间长。对设备正常运行影响很大，难以适用于高要求的场合。第二种为在内核启动时，禁用看门狗，当内核启动完成后，再开启看门狗，这种方式CPU复位时间较短，对正常状态影响较小，但在内核启动时若CPU死机，由于看门狗未启动，则设备无法正常运行。
可以看到，现有常用的看门狗电路，其均具有一定的局限性，可靠性和适用性均不高，无法满足现在日益严格的设备可靠性要求。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种可靠性高且适用性好的新型看门狗电路。
本实用新型的目的之二在于提供一种包括了所述新型看门狗电路的计量仪表。
本实用新型提供的这种新型看门狗电路，包括计时芯片、计时设定模块、复位信号处理模块、看门狗信号控制模块和喂狗信号控制模块；计时设定模块连接计时芯片的输入端，喂狗信号控制模块连接计时芯片的输入端，计时芯片的输出端连接复位信号处理模块的输入端，复位信号处理模块的输出端连接控制器芯片的复位引脚，复位信号处理模块的输入端还连接看门狗信号控制模块的输出端；计时设定模块用于设定计时芯片的计时时间；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过看门狗信号控制模块输出到复位信号处理模块的输入端；控制器芯片输出喂狗信号通过喂狗信号控制模块输入到计时芯片；计时芯片用于在设定的时间内输出复位信号，通过复位信号处理模块产生控制器复位信号输入到控制器芯片的复位引脚，从而实现对控制器芯片的复位。
所述的计时芯片为型号为CD4060的计数器芯片。
所述的计时设定模块包括计时电容、第一计时电阻和第二计时电阻；计时电容的一端连接计时芯片的OSC引脚，第一计时电阻的一端连接计时芯片的OSC#引脚，第二计时电阻的一端连接计时芯片的CLK引脚，计时电容的另一端、第一计时电阻的另一端和第二计时电阻的另一端直接连接在一起。
所述的喂狗信号控制模块包括滤波电容和下拉电阻；滤波电容的一端连接计时芯片的CLR引脚，滤波电容的另一端连接控制器芯片的输出引脚，下拉电阻连接在计时芯片的CLR脚与地之间；控制器芯片输出的喂狗信号通过滤波电容滤波后输入到计时芯片的CLR引脚对计时芯片进行复位；电阻R4用于在没有喂狗信号时将CLR引脚的电平信号拉低，从而保证计时芯片的正常运行。
所述的复位信号处理模块包括型号为74HC00的与非门芯片，输出上拉电阻和输出滤波电容；与非门芯片的输入端连接计时芯片的输出端，与非门芯片的输出端通过输出上拉电阻连接电源信号，同时也通过输出滤波电容接地滤波，同时与非门的输出端直接连接控制器芯片的复位引脚。
所述的看门狗信号控制模块包括输出下拉电阻和保护二极管；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过输出下拉电阻接地，同时也通过保护二极管连接复位信号处理模块的输入端。
本实用新型还提供了一种计量仪表，该计量仪表包括了所述的新型看门狗电路。
本实用新型提供的这种新型看门狗电路及其计量仪表，通过两路看门狗定时时间的设置，实现了可控的看门狗信号输出，电路不仅简单可靠，而且适用性好。
附图说明
图1为本实用新型的功能模块图。
图2为本实用新型的实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种新型看门狗电路，包括计时芯片、计时设定模块、复位信号处理模块、看门狗信号控制模块和喂狗信号控制模块；计时设定模块连接计时芯片的输入端，喂狗信号控制模块连接计时芯片的输入端，计时芯片的输出端连接复位信号处理模块的输入端，复位信号处理模块的输出端连接控制器芯片的复位引脚，复位信号处理模块的输入端还连接看门狗信号控制模块的输出端；计时设定模块用于设定计时芯片的计时时间；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过看门狗信号控制模块输出到复位信号处理模块的输入端；控制器芯片输出喂狗信号通过喂狗信号控制模块输入到计时芯片；计时芯片用于在设定的时间内输出复位信号，通过复位信号处理模块产生控制器复位信号输入到控制器芯片的复位引脚，从而实现对控制器芯片的复位。
如图2所示为本实用新型的实施例的电路原理示意图：计时芯片为型号为CD4060的计数器芯片U1；计时设定模块包括计时电容C1、第一计时电阻R1和第二计时电阻R2；计时电容的一端连接计时芯片的OSC引脚，第一计时电阻的一端连接计时芯片的OSC#引脚，第二计时电阻的一端连接计时芯片的CLK引脚，计时电容的另一端、第一计时电阻的另一端和第二计时电阻的另一端直接连接在一起；喂狗信号控制模块包括滤波电容C2和下拉电阻R4；滤波电容的一端连接计时芯片的CLR引脚，滤波电容的另一端连接控制器芯片的输出引脚，下拉电阻连接在计时芯片的CLR脚与地之间；控制器芯片输出的喂狗信号通过滤波电容滤波后输入到计时芯片的CLR引脚对计时芯片进行复位；电阻R4用于在没有喂狗信号时将CLR引脚的电平信号拉低，从而保证计时芯片的正常运行；复位信号处理模块包括型号为74HC00的与非门芯片，输出上拉电阻和输出滤波电容；与非门芯片的输入端连接计时芯片的输出端(图中所示为Q7和Q14)，与非门芯片的输出端通过输出上拉电阻连接电源信号，同时也通过输出滤波电容接地滤波，同时与非门的输出端直接连接控制器芯片的复位引脚；看门狗信号控制模块包括输出下拉电阻R6和保护二极管D1；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过输出下拉电阻接地，同时也通过保护二极管连接复位信号处理模块的输入端。
串行计数器U1与电容C1、电阻R1、R3组成振荡电路，根据振荡信号的个数，可在Q4～Q14端输出对应的二进制编码。例如当振荡的个数达到2(14-1)个时，则输出10000000000000，即Q14输出高电平，Q13～Q4输出低电平。CLR引脚为清零端，当CLR引脚为高电平时，计数清零，所有Q端输出为低电平。
因此，图2所示的看门狗电路的工作过程如下：
在系统上电时，串行计数器振荡电路开始工作，进行计数，由于CLR端口被强制拉低，计数器不清零，计数持续进行。
与非门U2在上电时，引脚A与B的信号均不为高电平，则信号输出Y端一直输出高电平。因此CPU可以正常上电工作。
CPU在上电后，处于内核启动状态，此时CPU的IO口处于不受控制状态。因此CPU无法输出喂狗信号。同时看门狗控制信号由于下拉电阻R6存在，处于低电平状态。
在此种状态下，只有当串行计数器计数到Q14与Q7端均为高电平时，使与非门U2输出低电平，才能使CPU复位。若串行计数器的振荡电路的振荡周期为T，则看门狗定时时间：t1＝T(2(14-1)+2(7-1))，其中T为计时器振荡电路的振荡周期；
当CPU内核启动完成后，CPU可进行IO口控制，则在IO1信号端口(看门狗控制信号)输出高电平。因此与非门U2的信号B端被强制拉高。此时若要实现与非门Y端信号输出低电平信号，则只需串行计数器的Q7端输出高电平即可，则看门狗定时时间：t2＝T*2(7-1)，其中T为计时器振荡电路的振荡周期；
CPU的IO2端口作为喂狗信号输出端口，只需要在看门狗定时时间之内输出一个高电平脉冲即可。由于电容C2的隔直通交作用，在脉冲信号时，串行计数器U1端的CLR端为低电平，计数器将持续计数，只有CPU在看门狗定时时间内输出喂狗的高电平脉冲，使计数器CLR端产生高电平来清零计数器，从而使看门狗电路不输出复位信号。
为确保CPU正常工作，看门狗的定时时间t1需要大于CPU内核启动时间，才可以避免内核启动时无法进行喂狗操作而导致看门狗使CPU复位，造成系统反复重启的情况。
在CPU正常运行后，其喂狗操作的周期也需要小于看门狗定时时间t2。
同时，若CPU死机，由于IO口无法翻转，在此种情况下，CPU无法对串行计数器的CLR端施加高电平给计数器进行清零操作，因此当定时时间到达设定值时，复位信号端将出现低电平，强制CPU复位。
对于通用参数的选择，其规则如下：
(1)通过合理选择电阻R1、R3、C1的值，来选择合适的串行计数器振荡电路的振荡周期T；
(2)通过改变连接至与非门信号输入端的Q输出端，来确定计数器输出的个数，从而确定定时时间。
同时，若电路连接至串行计数器的Q输出端的任意端口Qx、Qy也可以，则看门狗定时时间为t1＝T(2(x-1)+2(y-1))和t2＝T*2(y-1)。
本申请提供的这种新型看门狗电路，可用于其他任何需要进行芯片复位或需要看门狗电路的电子设备，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。
Claims (7)
1.一种新型看门狗电路，其特征在于包括计时芯片、计时设定模块、复位信号处理模块、看门狗信号控制模块和喂狗信号控制模块；计时设定模块连接计时芯片的输入端，喂狗信号控制模块连接计时芯片的输入端，计时芯片的输出端连接复位信号处理模块的输入端，复位信号处理模块的输出端连接控制器芯片的复位引脚，复位信号处理模块的输入端还连接看门狗信号控制模块的输出端；计时设定模块用于设定计时芯片的计时时间；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过看门狗信号控制模块输出到复位信号处理模块的输入端；控制器芯片输出喂狗信号通过喂狗信号控制模块输入到计时芯片；计时芯片用于在设定的时间内输出复位信号，通过复位信号处理模块产生控制器复位信号输入到控制器芯片的复位引脚，从而实现对控制器芯片的复位。
2.根据权利要求1所述的新型看门狗电路，其特征在于所述的计时芯片为型号为CD4060的计数器芯片。
3.根据权利要求2所述的新型看门狗电路，其特征在于所述的计时设定模块包括计时电容、第一计时电阻和第二计时电阻；计时电容的一端连接计时芯片的OSC引脚，第一计时电阻的一端连接计时芯片的OSC#引脚，第二计时电阻的一端连接计时芯片的CLK引脚，计时电容的另一端、第一计时电阻的另一端和第二计时电阻的另一端直接连接在一起。
4.根据权利要求3所述的新型看门狗电路，其特征在于所述的喂狗信号控制模块包括滤波电容和下拉电阻；滤波电容的一端连接计时芯片的CLR引脚，滤波电容的另一端连接控制器芯片的输出引脚，下拉电阻连接在计时芯片的CLR脚与地之间；控制器芯片输出的喂狗信号通过滤波电容滤波后输入到计时芯片的CLR引脚对计时芯片进行复位；电阻R4用于在没有喂狗信号时将CLR引脚的电平信号拉低，从而保证计时芯片的正常运行。
5.根据权利要求4所述的新型看门狗电路，其特征在于所述的复位信号处理模块包括型号为74HC00的与非门芯片，输出上拉电阻和输出滤波电容；与非门芯片的输入端连接计时芯片的输出端，与非门芯片的输出端通过输出上拉电阻连接电源信号，同时也通过输出滤波电容接地滤波，同时与非门的输出端直接连接控制器芯片的复位引脚。
6.根据权利要求5所述的新型看门狗电路，其特征在于所述的看门狗信号控制模块包括输出下拉电阻和保护二极管；控制器芯片输出的看门狗控制信号通过输出下拉电阻接地，同时也通过保护二极管连接复位信号处理模块的输入端。
7.一种计量仪表，其特征在于包括了权利要求1～6之一所述的新型看门狗电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822104565.0U CN208922098U (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 新型看门狗电路及其制成的计量仪表 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201822104565.0U CN208922098U (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 新型看门狗电路及其制成的计量仪表 |
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| CN208922098U true CN208922098U (zh) | 2019-05-31 |
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Family Applications (1)
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| CN201822104565.0U Active CN208922098U (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 新型看门狗电路及其制成的计量仪表 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208922098U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116048226A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-02 | 中科亿海微电子科技（苏州）有限公司 | 一种fpga芯片复位电路、方法和设备 |
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2018
- 2018-12-14 CN CN201822104565.0U patent/CN208922098U/zh active Active
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Legal Events
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Address after: 411201 28 Bai Shi Road, Jing Kai District, Xiangtan, Hunan Patentee after: Weisheng Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 411201 28 Bai Shi Road, Jing Kai District, Xiangtan, Hunan Patentee before: WASION ELECTRIC Co.,Ltd. |
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