具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時(shí)鐘保持裝置，特別是涉及一種基于單片機(jī)的具備斷電保護(hù)功能的航天測(cè)控設(shè)備時(shí)鐘保持系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，測(cè)控設(shè)備的時(shí)鐘產(chǎn)生裝置不具備斷電保護(hù)的功能。當(dāng)切換電站電源，斷電或者設(shè)備局部故障時(shí)、全系統(tǒng)時(shí)鐘中斷。受限于測(cè)控設(shè)備的工作機(jī)理，時(shí)鐘信號(hào)中斷將顯著延長(zhǎng)測(cè)控設(shè)備重新恢復(fù)啟動(dòng)的時(shí)間。由于設(shè)備的功率較大，如果整體使用UPS (不間斷電源)供電，裝置體積將明顯增大，并且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種成本更低，體積更小的具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，保證即使在斷電情況下，時(shí)鐘輸出信號(hào)連續(xù)不間斷。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，它包括單片機(jī)和繼電器，單片機(jī)的輸入口與測(cè)控設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)輸出口相連，且該時(shí)鐘信號(hào)輸出口與繼電器的一個(gè)輸入口相連，所述單片機(jī)的兩個(gè)輸出口分別與繼電器的輸入口相連，其中一個(gè)輸出口用于傳輸單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘保持信號(hào)，另一個(gè)輸出口為單片機(jī)產(chǎn)生的切換控制信號(hào)用于控制繼電器的常閉觸點(diǎn)的切換，當(dāng)所述測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)正常時(shí)，繼電器的常閉觸點(diǎn)將時(shí)鐘信號(hào)輸入與時(shí)鐘信號(hào)輸出接通，當(dāng)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)異常時(shí)，繼電器的常閉觸點(diǎn)將時(shí)鐘保持信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)輸出接通。
[0005]所述單片機(jī)包括初始化模塊、時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊、供電與斷電保護(hù)模塊和時(shí)鐘產(chǎn)生模塊:
初始化模塊將單片機(jī)設(shè)置輸入端口為高阻抗?fàn)顟B(tài)，設(shè)置切換控制信號(hào)和時(shí)鐘保持信號(hào)端口為輸出狀態(tài)；
時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘，并根據(jù)時(shí)鐘檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)切換使用本裝置的時(shí)鐘或原有在線時(shí)鐘；
供電與斷電保護(hù)模塊當(dāng)裝置外部電源正常時(shí)，外部電源給單片機(jī)中的鋰電池和時(shí)鐘保持電路供電，當(dāng)外部電源異常時(shí)，由鋰電池供電，維持時(shí)鐘信號(hào)輸出；當(dāng)外部電源與鋰電池供電均異常時(shí)，本裝置切換使用原有在線時(shí)鐘，保證裝置異常時(shí)不影響系統(tǒng)原有功能。
[0006]時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生預(yù)定周期和脈寬的方波時(shí)鐘信號(hào)。
[0007]時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的當(dāng)前時(shí)鐘的上升沿信號(hào)，在本裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下累加計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到門限時(shí)產(chǎn)生單片機(jī)內(nèi)部的中斷事件，單片機(jī)在中斷事件服務(wù)程序中，輸出切換控制信號(hào)，控制繼電器切換時(shí)鐘信號(hào)。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明保證即使在斷電情況下，時(shí)鐘輸出信號(hào)連續(xù)不間斷。不因?yàn)闀r(shí)鐘信號(hào)中斷影響后續(xù)關(guān)聯(lián)設(shè)備的恢復(fù)，明顯縮短了測(cè)控設(shè)備的重新啟動(dòng)時(shí)間； (2)正常情況下，本系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)在用時(shí)鐘信號(hào)，僅在原信號(hào)路徑中插入一個(gè)繼電器，不改變系統(tǒng)原有指標(biāo)。
[0009](3 )與UPS方案相比，本發(fā)明成本更低，體積更小。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)信號(hào)流程圖。
[0011]圖2為本發(fā)明中單片機(jī)的內(nèi)部處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1，本發(fā)明涉及一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，包括單片機(jī)和繼電器，在單片機(jī)上設(shè)置有5路數(shù)字信號(hào)接口，一路是與測(cè)控設(shè)備相連的時(shí)鐘信號(hào)輸入，與顯示設(shè)備相連的兩路檢測(cè)結(jié)果輸出，一路是單片機(jī)產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘保持信號(hào)輸出，一路是切換控制信號(hào)輸出。
[0013]其中，測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)分別與單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)輸入接口和繼電器的輸入口相連，時(shí)鐘保持信號(hào)輸出接口和切換控制信號(hào)輸出接口分別與繼電器的兩個(gè)輸入口相連。
[0014]所述兩路檢測(cè)結(jié)果輸出為數(shù)字信號(hào)，且為互斥態(tài)，控制紅綠雙色LED。綠色LED亮表示時(shí)鐘信號(hào)正常，紅色LED亮表示時(shí)鐘信號(hào)異常。LED均熄滅表示該裝置處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。
[0015]所述切換控制信號(hào)輸出接口用于向繼電器傳輸單片機(jī)產(chǎn)生的切換信號(hào)來(lái)控制時(shí)鐘保持信號(hào)輸入口和與測(cè)控設(shè)備相連的時(shí)鐘信號(hào)輸入口的開關(guān)。
[0016]時(shí)鐘保持信號(hào)輸出接口產(chǎn)生的信號(hào)為本裝置自身產(chǎn)生的時(shí)鐘。
[0017]參見圖2，所述單片機(jī)包括初始化模塊、時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊、供電與斷電保護(hù)模塊和時(shí)鐘產(chǎn)生模塊。時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘，并根據(jù)時(shí)鐘檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)切換使用本裝置的時(shí)鐘或原有在線時(shí)鐘。所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生本裝置預(yù)定的時(shí)鐘。
[0018]三個(gè)模塊的功能是這樣分配和協(xié)同工作的。
[0019]①初始化模塊，單片機(jī)設(shè)置輸入端口為高阻抗?fàn)顟B(tài)，避免該檢測(cè)端口降低原有時(shí)鐘信號(hào)幅度或影響原有時(shí)鐘信號(hào)指標(biāo)，設(shè)置切換控制信號(hào)和時(shí)鐘保持信號(hào)端口為輸出狀態(tài)。這里的原有時(shí)鐘是指測(cè)控設(shè)備傳輸來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)。
[0020]②時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊，持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的當(dāng)前時(shí)鐘的上升沿信號(hào)，在本裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下累加計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到門限時(shí)，在特定條件下，產(chǎn)生單片機(jī)內(nèi)部的中斷事件。單片機(jī)在中斷事件服務(wù)程序中，輸出切換控制信號(hào)，控制繼電器切換時(shí)鐘信號(hào)。在該事件處理程序中，同時(shí)設(shè)置雙色LED的狀態(tài)。
[0021]③供電與斷電保護(hù)模塊，當(dāng)裝置外部電源正常時(shí)，外部電源給單片機(jī)中的鋰電池和時(shí)鐘保持電路供電。當(dāng)外部電源異常時(shí)，由鋰電池供電，維持時(shí)鐘信號(hào)輸出。這一個(gè)電源管理的過程由充電管理集成芯片完成。當(dāng)裝置處于關(guān)機(jī)狀態(tài)或完全失電時(shí)，繼電器常閉觸點(diǎn)接通檢測(cè)信號(hào)輸入和時(shí)鐘信號(hào)輸出，保證裝置異常時(shí)不影響系統(tǒng)原有功能。
[0022]④時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，使用單片機(jī)的PWM技術(shù)，產(chǎn)生預(yù)定周期和脈寬的+5V方波時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘產(chǎn)生模塊配置單片機(jī)的功能寄存器，配置時(shí)鐘保持信號(hào)輸出端口為輸出狀態(tài)，設(shè)置PWM信號(hào)的周期和脈寬，然后產(chǎn)生時(shí)鐘。
[0023]其中，②所述特定條件指的是在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)沒有檢測(cè)到時(shí)鐘信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，其特征在于它包括單片機(jī)和繼電器，單片機(jī)的輸入口與測(cè)控設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)輸出口相連，且該時(shí)鐘信號(hào)輸出口與繼電器的一個(gè)輸入口相連，所述單片機(jī)的兩個(gè)輸出口分別與繼電器的輸入口相連，其中一個(gè)輸出口用于傳輸單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘保持信號(hào)，另一個(gè)輸出口為單片機(jī)產(chǎn)生的切換控制信號(hào)用于控制繼電器的常閉觸點(diǎn)的切換，當(dāng)所述測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)正常時(shí)，繼電器的常閉觸點(diǎn)將時(shí)鐘信號(hào)輸入與時(shí)鐘信號(hào)輸出接通，當(dāng)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)異常時(shí)，繼電器的常閉觸點(diǎn)將時(shí)鐘保持信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)輸出接通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，其特征在于所述單片機(jī)包括初始化模塊、時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊、供電與斷電保護(hù)模塊和時(shí)鐘產(chǎn)生模塊: 初始化模塊將單片機(jī)設(shè)置輸入端口為高阻抗?fàn)顟B(tài)，設(shè)置切換控制信號(hào)和時(shí)鐘保持信號(hào)端口為輸出狀態(tài)； 時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘，并根據(jù)時(shí)鐘檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)切換使用本裝置的時(shí)鐘或原有在線時(shí)鐘； 供電與斷電保護(hù)模塊當(dāng)裝置外部電源正常時(shí)，外部電源給單片機(jī)中的鋰電池和時(shí)鐘保持電路供電，當(dāng)外部電源異常時(shí)，由鋰電池供電，維持時(shí)鐘信號(hào)輸出； 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生預(yù)定周期和脈寬的方波時(shí)鐘信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，其特征在于時(shí)鐘檢測(cè)與切換模塊持續(xù)檢測(cè)測(cè)控設(shè)備產(chǎn)生的當(dāng)前時(shí)鐘的上升沿信號(hào)，在本裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下累加計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到門限時(shí)產(chǎn)生單片機(jī)內(nèi)部的中斷事件，單片機(jī)在中斷事件服務(wù)程序中，輸出切換控制信號(hào)，控制繼電器切換時(shí)鐘信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具備斷電保護(hù)功能的時(shí)鐘保持裝置，它包括單片機(jī)和繼電器，單片機(jī)的輸入口與測(cè)控設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)輸出口相連，且該時(shí)鐘信號(hào)輸出口與繼電器的一個(gè)輸入口相連，所述單片機(jī)的兩個(gè)輸出口分別與繼電器的輸入口相連，其中一個(gè)輸出口用于傳輸單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘保持信號(hào)，另一個(gè)輸出口為單片機(jī)產(chǎn)生的切換控制信號(hào)用于控制繼電器的常閉觸點(diǎn)的切換。本發(fā)明保證即使在斷電情況下，時(shí)鐘輸出信號(hào)連續(xù)不間斷。不因?yàn)闀r(shí)鐘信號(hào)中斷影響后續(xù)關(guān)聯(lián)設(shè)備的恢復(fù)，明顯縮短了測(cè)控設(shè)備的重新啟動(dòng)時(shí)間。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN104950774
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510365248
【發(fā)明人】陳鎧, 杜南克, 劉輝峰, 周道慶
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍63698部隊(duì)
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日