CS269642B1

CS269642B1 - Connection for control signal generation

Info

Publication number: CS269642B1
Application number: CS889094A
Authority: CS
Inventors: Alexej Jakovenko; Martin Ing Zizka; Jiri Maly
Original assignee: Alexej Jakovenko; Zizka Martin; Jiri Maly
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS909488A1

Abstract

zapojeni řeší problematiku ošetření mikroprocesorového systému pří výpadku napájecího zdroje tak, aby po obnovení dodávky energie mohl systém pokračovat v započaté činnosti. Dva vstupní komparétory porovnáváj1-hlad inu napájecího napětí na sběracím kondenzátoru napájecího zdroje systému. Při výpadku napájení nejprve reaguje komparátor vy88í hladiny napětí a způsobí přerušení práce procesoru a umožní uložení důležitých dat do zálohové paměti. Dále klesající hladina napětí způsobí zablokování procesoru a zálohové paměti. Po obnovení dodávky energie je procesor inicializován, pamět odblokována a po zpětném přesunu dat připraven k další činnosti, zapojení se využije v regulačních systémech pro energetiku a teplárenství.The circuit solves the problem of treating the microprocessor system in the event of a power supply failure so that the system can continue its operation after the power supply is restored. Two input comparators compare the supply voltage level on the collection capacitor of the system's power supply. In the event of a power failure, the comparator first reacts by raising the voltage level and causing the processor to stop working and allowing important data to be saved in the backup memory. Furthermore, the decreasing voltage level causes the processor and the backup memory to be blocked. After the power supply is restored, the processor is initialized, the memory is unlocked and, after the data is transferred back, it is ready for further operation. The circuit is used in control systems for the energy and heating industries.

Description

Vynález se týká zapojení pro generaci kontrolního signálu pro ošetření mikroprocesorového systému při výpadku napájecího zdroje.The invention relates to a circuit for generating a control signal for treating a microprocessor system in the event of a power supply failure.

Jaou známa zapojení, která zajišEují přechod počítačových systémů po výpadku napájení elektrickou energií do tzv. klidového stavu. V klidovém stavu je obvykle procesorová část systému zablokována až do doby následné inicializace a operační paměE napájená zálohovým napětím z akumulátorových baterií. Tato zapojení pracují tak, Že nezpracují výpadek s kolísavým charakterem, kterým je obvykle provázen výpadek sílového napájení. Některá známá zapojení, která dovedou řešit i zmíněný typ poruchy jsou značně složitá, sestavená z většího počtu tranzistorů z důvodu nízkého zbytkového napájecího napětí a dalších pasivních součástek, odporů, kondenzátorů a podobně. Proto je velmi náročné oživení takových celků a v neposlední řadě je srovnatelně nízká spolehlivost. Jiná zapojení byla řešena pro typy počítačů určených pro sběr dat, kde jsou data ukládána do feritových pamětí a proto svým rozsahem, složitostí, ale i funkčně nevyhovující požadavkům mikroprocesorových systému, zvláště je-li celá procesorová jednotka včetně pamětí umístěna na jedné spojové desce, kam je potřeba umístit i hlídací obvody.Connections are known which ensure the transition of computer systems to a so-called idle state after a power failure. In the idle state, the processor part of the system is usually blocked until the subsequent initialization and the operating memory is supplied by the backup voltage from the accumulator batteries. These connections work in such a way that they do not handle a fluctuating outage, which is usually accompanied by a power failure. Some known circuits that can solve even this type of fault are quite complex, composed of a large number of transistors due to the low residual supply voltage and other passive components, resistors, capacitors and the like. Therefore, the recovery of such units is very difficult and, last but not least, the reliability is comparatively low. Other connections were solved for types of computers designed for data collection, where data are stored in ferrite memories and therefore their scope, complexity, but also functionally unsatisfactory requirements of microprocessor systems, especially if the entire processor unit, including memory is located on a single circuit board. it is also necessary to place monitoring circuits.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení pro generaci kontrolního signálu podle vynálezu, u kterého je napájecí vstup spojen s napájecím vstupem nižšího komparátoru, s napájecím vstupem bezkontaktního spínače, s napájecím vstupem klopného obvodu a s napájecím vstupem zálohové paměti, podstata vynálezu spočívá v tom, že řídící vstup zapojení je spojen se vstupem vyššího komparátoru a s řídícím vstupem nižšího komparátoru. Výstup nižšího komparátoru je spojen se vstupem bezkontaktního spínače. Výstup bezkontaktního spínače je spojen se vstupem klopného obvodu. Výstup klopného obvodu je spojen s inicializačním vstupem mikroprocesoru. Přerušovací vstup mikroprocesoru je spojen s výstupem vyššího komparátoru. Negovaný výstup klopného obvodu je spojen se vstupem zálohové paměti.These shortcomings are eliminated by the circuit for generating the control signal according to the invention, in which the power input is connected to the power input of the lower comparator, the power input of the contactless switch, the power input of the flip-flop and the power input of the backup memory. it is connected to the input of the higher comparator and to the control input of the lower comparator. The output of the lower comparator is connected to the input of the contactless switch. The output of the contactless switch is connected to the input of the flip-flop circuit. The output of the flip-flop is connected to the initialization input of the microprocessor. The interrupt input of the microprocessor is connected to the output of the higher comparator. The negated output of the flip-flop is connected to the input of the backup memory.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že pomocí jednoduchého uspořádání se dosáhlo vytvoření posloupnosti všech potřebných signálů, které spolehlivě obslouží mikroprocesorový systém při výpadku napájení a bez hazardních stavů uvede do klidu a přesune obsah všech potřebných dat do zálohové paměti. Zde se data uchovávají až do okamžiku obnovení napájení, kde se v rámci počáteční inicializace systému potřebná data vracejí na původní místa v paměti a systém pokračuje v původně započaté činnosti. Další výhodou zapojení je schopnost zpracovávat výpadek napájení tak zvaného kmitavého charakteru, tedy takový, při kterém dochází několikrát po sobě k poklesu a k opětovnému zvýšení během jedné sekundy. Tento charakter výpadku je typický např. pro světelnou nebo průmyslovou rozvodnou síE. Této vlastnosti se dosahuje vhodným časovým zpožděním, které je nutné pro přesun chráněných dat v systému ve spolupráci s kontrolním signálem, který testuje okamžitý stav a úroveň napájecího napětí. Výhodou je i jednoduchost zapojení s maximálním využitím integrovaných obvodů, což dává záruku vysoké spolehlivosti zapojení při použití v mikroprocesorovém systému.The advantage of the circuit according to the invention is that, by means of a simple arrangement, a sequence of all necessary signals has been created which reliably serves the microprocessor system in the event of a power failure and puts the contents of all necessary data to backup memory. Here, the data is stored until the moment of power recovery, where during the initial initialization of the system, the necessary data is returned to the original memory locations and the system continues the originally started operation. Another advantage of the circuit is the ability to handle a power failure of the so-called oscillating character, i.e. one in which there is a decrease and re-increase several times in a row within one second. This nature of the outage is typical, for example, of a lighting or industrial distribution network. This feature is achieved by a suitable time delay, which is necessary for the transfer of protected data in the system in cooperation with a control signal that tests the current state and the level of the supply voltage. The advantage is the simplicity of connection with maximum use of integrated circuits, which guarantees high reliability of connection when used in a microprocessor system.

Zapojení pro generaci kontrolního signálu podle vynálezu je znázorněno schématicky na připojeném výkrese.The circuit for generating the control signal according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing.

jednotlivé prvky zapojení je možné charakterizovat takto, oba komparátory χ a 2 jsou stejné. Jsou v integrovaném provedení. Slouží k porovnání hladiny napájecího napětí. Jsou nastaveny rozdílně. Bezkontaktní spínač 3 se zpožděním je tranzistor typu NPN s paralelně připojeným kondenzátorem, který slouží k ovládání klopného obvodu 4. Klopný obvod 4 má vytvořenou vnitřní hysterezi a je v integrovaném provedení typu CMOS. Slouží jednak k ovládání mikroprocesoru 5 a k ovládání a blokování zálohové paměti 6. Mikroprocesor je osmibitový a slouží k činnosti kontroloveného systému. Komparátor 2, bezkontaktní spínač 3, klopný obvod 4 a zálohová paměE 6 jsou společně napájeny z akumulátoru typu NiCd.individual connection elements can be characterized as follows, both comparators χ and 2 are the same. They are in an integrated design. Used to compare the supply voltage level. They are set differently. The non-contact delayed switch 3 is an NPN transistor with a capacitor connected in parallel, which serves to control the flip-flop circuit 4. The flip-flop circuit 4 has an internal hysteresis and is in an integrated version of the CMOS type. It serves both to control the microprocessor 5 and to control and block the backup memory 6. The microprocessor is 8-bit and serves to operate the monitored system. The comparator 2, the contactless switch 3, the flip-flop 4 and the backup memory 6 are powered together by a NiCd battery.

CS 269642 BlCS 269642 Bl

Obvod pro generaci kontrolního signálu je zapojen takto. Napájecí vstup 02 zapojení je spojen s napájecím vstupem 22 nižšího komparátoru 2 s napájecím vstupem 32 bezkontaktního spínače 3 s napájecím vstupem 42 klopného obvodu 4 a s napájecím vstupem 62 zálohové paměti 6. Řídící vstup 0Ϊ zapojení je spojen se vstupem 11 vyššího komparátoru 2. Vstup 23 nižšího komparátoru 2 je spojen se vstupem 31 bezkontaktního spínače 3. Výstup 33 bezkontaktního spínače 3 je spojen se vstupem 41 klopného obvodu 4. výstup 44 klopného obvodu 4 je spojen s inicializačním vstupem 52 mikroprocesoru 5. Přerušovací vstup 51 mikroprocesoru 5 je spojen s výstupem 12 vyššího komparátoru 1. Negovaný výstup 43 klopného obvodu 4 je spojen se vstupem 61 zálohové paměti 6.The control signal generation circuit is connected as follows. The power input 02 of the circuit is connected to the power input 22 of the lower comparator 2 with the power input 32 of the contactless switch 3 with the power input 42 of the flip-flop 4 and the power input 62 of the backup memory 6. The control input 0Ϊ is connected to the input 11 of the higher comparator 2. lower comparator 2 is connected to input 31 of contactless switch 3. Output 33 of contactless switch 3 is connected to input 41 of flip-flop 4. output 44 of flip-flop 4 is connected to initialization input 52 of microprocessor 5. Interrupt input 51 of microprocessor 5 is connected to output 12 of the higher comparator 1. The negated output 43 of the flip-flop 4 is connected to the input 61 of the backup memory 6.

Zapojení pracuje takto. Na řídící vstup 01 zapojení se přivádí napětí na sběrném kondenzátoru napájecího zdroje, vyšší komparátor 1_ vyhodnotí pokles napětí pod spodní úroveň napájecího napětí stanovenou technickými podmínkami zařízení. Vyhodnocený signál se z výstupu 12 vyššiho komparátoru i, přivede na přerušovací vstup 51 mikroprocesoru 5. Zde okamžitě způsobí programovou sekvenci, která přesune potřebné data z vnitřní paměti mikroprocesoru do zálohové paměti 6 a provede zákaz dalšího přerušení mikroprocesoru 5. Nižší'komparátor 2 vyhodnotí pokles napětí pod úroveň-kdy přestanou pracovat stabilizátory napájení, vyhodnocený signál z výstupu 23 nižšího komparátoru 2 se přivede na. vstup 31 bezkontaktního spínače 3. Bezkontaktní spínač vybije zpožďovací kondenzátor a uvede přes vstup 41 výstup klopného obvodu 4 do stavu, kterým blokuje pomocí inicializačního vstupu 52 funkci mikroprocesoru 5 a pomocí blokovacího vstupu 61 zápis do zálohové paměti, po následovném obnovení napájení se rozepne bezkontaktní spínač 3 a po vybití zpožďovacího kondenzátoru klopný obvod 4 uvede své vstupy 43 a 44 do stavu, který způsobí odblokování zálohové paměti 6 a inicializaci mikroprocesoru 5. Mikroprocesor 5 přesune data ze zálohové paměti 6 zpět do vnitřní paměti mikroprocesoru. Na napájecí vstup 02 zapojení je přivedeno napětí z akumulátoru, které napájí nižší komparátor 2, bezkontaktní spínač 3, klopný obvod 4 a zálohovou pamět 6.The connection works like this. The voltage on the collecting capacitor of the power supply is applied to the control input 01 of the connection, the higher comparator 7 evaluates the voltage drop below the lower level of the supply voltage determined by the technical conditions of the device. The evaluated signal is fed from the output 12 of the higher comparator 1 to the interrupt input 51 of the microprocessor 5. Here it immediately causes a program sequence which moves the necessary data from the microprocessor's internal memory to the backup memory 6 and disables further interrupts of the microprocessor 5. voltage below the level when the supply stabilizers stop working, the evaluated signal from the output 23 of the lower comparator 2 is fed to. input 31 of the contactless switch 3. The contactless switch discharges the delay capacitor and puts the output of the flip-flop 4 via input 41 into a state which blocks the function of microprocessor 5 by initialization input 52 and write to backup memory by blocking input 61. 3 and after discharging the delay capacitor, the flip-flop 4 puts its inputs 43 and 44 in a state which causes the backup memory 6 to be unlocked and the microprocessor 5 to be initialized. The microprocessor 5 moves the data from the backup memory 6 back to the microprocessor's internal memory. The supply voltage 02 of the connection is supplied with voltage from the accumulator, which supplies the lower comparator 2, the contactless switch 3, the flip-flop circuit 4 and the backup memory 6.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Connection for generating a control signal, the supply input of which is connected to the supply input of the lower comparator, to the supply input of the contactless switch, to the supply input of the flip-flop and to the supply input of the backup memory, characterized in that the control input (01) is connected to the input ( 11) of a higher comparator (1) and with a control input (21) of a lower comparator (2), the output (23) of which is connected to the input (31) of a contactless switch (3), the output (33) of which is connected to the input (41) circuit (4), the output (44) of which is connected to the initialization input (52) of the microprocessor (5), the interrupt input (51) of which is connected to the output (12) of the higher comparator (1) and the negated output (43) of the flip-flop ( 4) is connected to the input (61) of the backup memory (6). .