專利名稱：一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，具有微處理 功能的現(xiàn)代電子設(shè)備已廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)的各行各業(yè)中。隨著設(shè)備功能越來越強(qiáng)大，程序結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，指令代碼越來越長，加上現(xiàn)場工作環(huán)境的干擾，設(shè)備失控，程序“走飛”，各功能模塊“死機(jī)”的概率也同樣成倍地增力口。對此，常見的解決方法是在電路設(shè)計(jì)時(shí)放置一片看門狗電路，其基本原理為CPU程序死機(jī)后，CPU不會再對看門狗電路進(jìn)行定期的清零，在超過一定時(shí)間后看門狗電路即控制對設(shè)備進(jìn)行復(fù)位。通?？撮T狗電路包含一定時(shí)器，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間到后，CPU仍然沒有進(jìn)行清零操作，看門狗電路即認(rèn)為CPU程序死機(jī)，將發(fā)出復(fù)位信號將系統(tǒng)芯片復(fù)位，強(qiáng)制系統(tǒng)重新運(yùn)行，避免CPU死機(jī)造成設(shè)備長期癱瘓。在CPU正常工作的情況下，必須在定時(shí)器沒有溢出的情況下將定時(shí)器清零，讓定時(shí)器重新計(jì)時(shí)。看門狗電路通常由看門狗芯片或現(xiàn)場可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，常用的集成看門狗電路很多，如DS1232、MAX705 708、MAX791等。將以上外部專用看門狗電路應(yīng)用到高壓輸電線路故障行波電流信號監(jiān)測中，會存在CUP及FPGA出現(xiàn)死機(jī)，并且一直不能成功復(fù)位的問題。這是因?yàn)镃PU及FPGA處于高電壓、強(qiáng)磁場的環(huán)境中會出現(xiàn)“死鎖”，此時(shí)看門狗雖能正常工作，能定期的輸出復(fù)位脈沖到CPU，但是無論復(fù)位脈沖如何施加，CPU及FPGA仍然不能復(fù)位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，在CPU出現(xiàn)“死鎖”現(xiàn)象時(shí)，通過斷電、延時(shí)、再重新上電的方式，解決在高電壓、強(qiáng)磁場環(huán)境下CPU及FPGA不能正常復(fù)位的問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，包括CPU看門狗控制電路、主控電路和CPU電源控制電路。所述的CPU看門狗控制電路由正向?qū)ǘO管、分流電阻、第一限流電阻和第一三極管組成;CPU的IO管腳連接正向?qū)ǘO管的正極，正向?qū)ǘO管的負(fù)極與分流電阻和第一限流電阻連接，分流電阻的另一端連接地，第一限流電阻的另一端連接第一三極管的基極，第一三極管的發(fā)射極接地。所述的主控電路由按鍵開關(guān)、隔直電容、第一濾波電容、第一供電電源和看門狗主控芯片組成；按鍵開關(guān)的一端接地，另一端分別與第一三極管的集電極、看門狗主控芯片的MR管腳和隔直電容連接；隔直電容一端連接按鍵開關(guān)，另一端連接看門狗主控芯片的PFI管腳連接；第一濾波電容一端連接看門狗主控芯片的VCC電源管腳，另一端接地；第一供電電源與看門狗主控芯片的VCC電源管腳連接，看門狗主控芯片的MR管腳與WDO管腳直接相連。
所述的CPU電源控制電路由上拉電阻、第二三級管、第三三極管、第二限流電阻、退率禹電容、第二濾波電容、電壓輸出端、第二供電電源和第三供電電源組成；上拉電阻的一端與第三供電電源相連，另一端分別與第二三極管的基極和第三三極管的集電極連接；第二三級管的集電極與第二供電電源連接，發(fā)射極與電壓輸出端相連；第二限流電阻的一端與看門狗主控芯片的RESET管腳連接，另一端與第三三級管的基極相連；第三三級管的集電極分別與上拉電阻和第二三極管的基極相連；退耦電容一端接地，另一端連接電壓輸出端；第二濾波電容一端接地，另一端連接電壓輸出端。適用于所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的控制方法為當(dāng)CPU的IO管腳為高電平時(shí)，正向?qū)ǘO管導(dǎo)通，CPU的IO管腳為低電平時(shí)，正向?qū)ǘO管截止，使后級電路處于關(guān)斷狀態(tài)；分流電阻使經(jīng)過正向?qū)ǘO管的電流一部分通過分流電阻流向地，從而流過限流電阻的電流減??；同時(shí)通過限流電阻使流向第一三極管的電流減??；第一三極管的基極為高電平時(shí)導(dǎo)通，低電平時(shí)截止；當(dāng)?shù)谝蝗龢O管導(dǎo)通時(shí)，其集電極由高電平變?yōu)榕c發(fā)射極相同的低電平，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管截止時(shí)，其集電極為高電平，發(fā)射極為低電平。通過此電路CPU可以控制看門狗主控芯片，使其復(fù)位。
當(dāng)按鍵開關(guān)按下后，看門狗主控芯片的MR管腳變?yōu)榈碗娖剑瑒t看門狗主控芯片的RESET管腳輸出一定時(shí)長的高電平，當(dāng)按鍵開關(guān)處于懸空狀態(tài)時(shí)，MR管腳為高電平，看門狗主控芯片的RESET管腳輸出為低電平。隔直電容一端接按鍵開關(guān)另一端連接看門狗主控芯片的PFI管腳和地，防止MR管腳與地連接，同時(shí)使PFI管腳處于無效狀態(tài)。第一濾波電容一端接看門狗主控芯片的VCC電源管腳，另一端接地，起對VCC的濾波作用。第一供電電源與看門狗主控芯片的VCC電源管腳連接，對芯片供電。看門狗主控芯片的MR管腳與WDO管腳直接相連，以實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位及CPU控制復(fù)位。上拉電阻的一端與第二供電電源相連，另一端分別與第二三極管的基極和第三三極管的集電極相連接，使兩者的電平上拉為高電平。當(dāng)?shù)谌龢O管截止時(shí)，第二三級管的基極為高電平，則第二三級管導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出為集電極電壓，電壓輸出端輸出電壓與第二供電電源電壓相同。第二限流電阻的一端與起開關(guān)作用的第三三級管相連，起到降壓和限流的作用，用以保護(hù)第三三極管；當(dāng)?shù)谌壒艿幕鶚O為高電平時(shí)則導(dǎo)通，此時(shí)集電極被發(fā)射極下拉至地端，此時(shí)第二三極管的基極為低電平，第二三極管截止；當(dāng)?shù)谌壒艿幕鶚O為低電平時(shí)，第三三極管關(guān)斷，第二三極管的基極為高電平，第二三極管導(dǎo)通，電壓輸出端輸出電壓為第二供電電源電壓。本發(fā)明所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，通過硬件電路實(shí)現(xiàn)CPU斷電、延時(shí)、再重新上電的方式，解決以往的軟件看門狗或外部專用看門狗芯片電路存在CUP “死機(jī)”或“死鎖”復(fù)位不成功的問題，并且能夠通過CPU軟件控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高可靠性的自關(guān)斷復(fù)位及手動復(fù)位，具有可靠性高、功能性強(qiáng)、簡單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路圖。圖2是本發(fā)明所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的CPU看門狗控制電路圖。圖3是本發(fā)明所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的主控電路圖。圖4是本發(fā)明所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的CPU電源控制電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，由CPU看門狗控制電路、主控電路和CPU電源控制電路組成。CPU主程序循環(huán)中適時(shí)地通過控制看門狗引腳輸出周期小于I. 6秒的脈沖以使MP706計(jì)數(shù)器清零，從而保證第三三極管始終不導(dǎo)通，而第二三極管則導(dǎo)通，以便為CPU提供電源VCC。當(dāng)CPU死機(jī)或死鎖時(shí)，CPU的看門狗引腳不再輸出脈沖來清零頂P706的計(jì)數(shù)器，此時(shí)MP706的RESET將輸出200ms寬度的高電平，此時(shí)第三三極管導(dǎo)通，則第二三極管截止，停止為CPU提供電源VCC。200ms后，MP706的RESET恢復(fù)低電平，從而讓第三三極管不導(dǎo)通，第二三極管導(dǎo)通，重新為CPU供電。
如圖2所示，CPU看門狗控制電路由正向?qū)ǘO管I、分流電阻2、第一限流電阻3和起開關(guān)作用的第一三極管4組成。CPU的IO管腳連接正向?qū)ǘO管I的正極，當(dāng)CPU的IO管腳為高電平時(shí)二極管I導(dǎo)通，IO管腳為低電平時(shí)二極管I截止，使后級電路處于關(guān)斷狀態(tài)；正向?qū)ǘO管I的負(fù)極和分流電阻2及第一限流電阻3分別相連接，分流電阻2使經(jīng)過二極管I的電流一部分通過分流電阻2流向地，使流過第一限流電阻3的電流減??；第一限流電阻3的另一端連接起開關(guān)作用的第一三極管4，通過第一限流電阻3使流向第一三極管4的電流減小；第一三極管4的基極為高電平時(shí)導(dǎo)通，低電平時(shí)截止；當(dāng)?shù)谝蝗龢O管4導(dǎo)通時(shí)，其集電極由高電平變?yōu)榕c發(fā)射極相同的低電平，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管4截止時(shí)，其集電極為高電平，發(fā)射極為低電平。通過此電路CPU可以控制看門狗主控芯片13，使其復(fù)位。如圖3所示，看門狗主控電路由按鍵開關(guān)5、隔直電容6、第一濾波電容7、第一供電電源8和看門狗主控芯片13組成。按鍵開關(guān)5的一端接地，另一端分別與看門狗主控芯片13的MR管腳和隔直電容6連接，當(dāng)按鍵開關(guān)5按下后MR管腳變?yōu)榈碗娖?，則看門狗主控芯片13的RESET管腳輸出一定時(shí)長的高電平，當(dāng)按鍵開關(guān)5處于懸空狀態(tài)時(shí)，MR管腳為高電平，看門狗主控芯片13的RESET管腳輸出為低電平。隔直電容6 —端接按鍵開關(guān)5另一端連接看門狗主控芯片13的PFI管腳和地，防止MR管腳與地連接，同時(shí)使PFI管腳處于無效狀態(tài)。第一濾波電容7 —端接看門狗主控芯片13的VCC電源管腳，另一端接地，起對VCC的濾波作用。第一供電電源8與看門狗主控芯片(13)的VCC電源管腳連接，對芯片供電?？撮T狗主控芯片13的MR管腳與WDO管腳直接相連，以實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位及CPU控制復(fù)位。如圖4所示，CPU電源控制電路由上拉電阻9、起開關(guān)作用的第二三級管10和第三三極管11、第二限流電阻12、退耦電容14、第二濾波電容15、電壓輸出端16、第二供電電源17和第三供電電源18組成。上拉電阻9的一端與第三供電電源18相連，另一端分別與第二三極管10的基極和第三三極管11的集電極相連接，使兩者的電平上拉為高電平。第二三級管10的集電極與第二供電電源17相連接，發(fā)射極與電壓輸出端16相連，當(dāng)?shù)谌龢O管11截止時(shí)，第二三級管10的基極為高電平，則第二三級管10導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出為集電極電壓，則電壓輸出端16與第二供電電源17相同。第二限流電阻12的一端與起開關(guān)作用的第三三級管11相連，起到降壓和限流的作用，用以保護(hù)第三三極管11 ;第三三級管11的基極與第二限流電阻12的相連，集電極分別與上拉電阻的一端和第二三極管10的基極相連，當(dāng)?shù)谌壒?1的基極為高電平時(shí)，則導(dǎo)通此時(shí)集電極被發(fā)射極下拉至地端，此時(shí)第二三極管10的基極為低電平，第二三極管10截止；當(dāng)?shù)谌壒?1的基極為低電平時(shí)，第三三極管11關(guān)斷，第二三極管10的基極為高電平，第二三極管10導(dǎo)通，電壓輸出端16輸出電壓為第二 供電電源17電壓。
權(quán)利要求
1.一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，其特征在于，所述的看門狗電路包括CPU看門狗控制電路、主控電路和CPU電源控制電路； 所述的CPU看門狗控制電路由正向?qū)ǘO管(I)、分流電阻(2)、第一限流電阻(3)和第一三極管(4)組成；CPU的IO管腳連接正向?qū)ǘO管(I)的正極，正向?qū)ǘO管(I)的負(fù)極與分流電阻(2)和第一限流電阻(3)連接，分流電阻(2)的另一端連接地，第一限流電阻(3)的另一端連接第一三極管(4)的基極，第一三極管(4)的發(fā)射極接地； 所述的主控電路由按鍵開關(guān)(5)、隔直電容(6)、第一濾波電容(7)、第一供電電源(8)和看門狗主控芯片(13)組成；按鍵開關(guān)(5)的一端接地，另一端分別與第一三極管(4)的集電極、看門狗主控芯片(13 )的MR管腳和隔直電容(6 )連接；隔直電容(6 ) —端連接按鍵開關(guān)(5)，另一端連接看門狗主控芯片(13)的PFI管腳連接；第一濾波電容(7)—端連接看門狗主控芯片(13)的VCC電源管腳，另一端接地；第一供電電源(8)與看門狗主控芯片(13)的VCC電源管腳連接，看門狗主控芯片(13)的MR管腳與WDO管腳直接相連； 所述的CPU電源控制電路由上拉電阻(9)、第二三級管(10)、第三三極管(11)、第二限流電阻(12)、退耦電容(14)、第二濾波電容(15)、電壓輸出端(16)、第二供電電源(17)和第三供電電源(18)組成；上拉電阻(9)的一端與第三供電電源(18)相連，另一端分別與第二三極管(10)的基極和第三三極管(11)的集電極連接；第二三級管(10)的集電極與第二供電電源(17)連接，發(fā)射極與電壓輸出端(16)相連；第二限流電阻(12)的一端與看門狗主控芯片(13)的RESET管腳連接，另一端與第三三級管(11)的基極相連；第三三級管(11)的集電極分別與上拉電阻(9)和第二三極管(10)的基極相連；退耦電容(14) 一端接地，另一端連接電壓輸出端(16);第二濾波電容(15) —端接地，另一端連接電壓輸出端(16)。
2.一種適用于權(quán)利要求I所述的高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路的控制方法，其特征在于，當(dāng)CPU的IO管腳為高電平時(shí)，正向?qū)ǘO管(I)導(dǎo)通，CPU的IO管腳為低電平時(shí)，正向?qū)ǘO管(I)截止，使后級電路處于關(guān)斷狀態(tài)；分流電阻(2)使經(jīng)過正向?qū)ǘO管(I)的電流一部分通過分流電阻(2)流向地，從而流過限流電阻(3)的電流減??；同時(shí)通過限流電阻(3)使流向第一三極管(4)的電流減??；第一三極管(4)的基極為高電平時(shí)導(dǎo)通，低電平時(shí)截止；當(dāng)?shù)谝蝗龢O管(4)導(dǎo)通時(shí)，其集電極由高電平變?yōu)榕c發(fā)射極相同的低電平，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管(4)截止時(shí)，其集電極為高電平，發(fā)射極為低電平；通過此電路CPU可以控制看門狗主控芯片(13)，使其復(fù)位； 當(dāng)按鍵開關(guān)(5)按下后，看門狗主控芯片(13)的MR管腳變?yōu)榈碗娖?，則看門狗主控芯片(13)的RESET管腳輸出一定時(shí)長的高電平，當(dāng)按鍵開關(guān)(5)處于懸空狀態(tài)時(shí)，MR管腳為高電平，看門狗主控芯片(13)的RESET管腳輸出為低電平；隔直電容(6) —端接按鍵開關(guān)(5)另一端連接看門狗主控芯片(13)的PFI管腳和地，防止MR管腳與地連接，同時(shí)使PFI管腳處于無效狀態(tài)；第一濾波電容(7) —端接看門狗主控芯片(13)的VCC電源管腳，另一端接地，起對VCC的濾波作用；第一供電電源(8)與看門狗主控芯片(13)的VCC電源管腳連接，對芯片供電；看門狗主控芯片(13)的MR管腳與WDO管腳直接相連，以實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位及CPU控制復(fù)位； 上拉電阻(9)的一端與第二供電電源(17)相連，另一端分別與第二三極管(10)的基極和第三三極管(11)的集電極相連接，使兩者的電平上拉為高電平；當(dāng)?shù)谌龢O管(11)截止時(shí)，第二三級管(10)的基極為高電平，則第二三級管(10)導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出為集電極電壓，則電壓輸出端(16)輸出電壓與第二供電電源(17)相同；第二限流電阻(12)的一端與起開關(guān)作用的第三三級管(11)相連，起到降壓和限流的作用，用以保護(hù)第三三極管(11);當(dāng)?shù)谌?三級管(11)的基極為高電平時(shí)則導(dǎo)通，此時(shí)集電極被發(fā)射極下拉至地端，此時(shí)第二三極管(10)的基極為低電平，第二三極管(10)截止；當(dāng)?shù)谌壒?11)的基極為低電平時(shí)，第三三極管(11)關(guān)斷，第二三極管(10)的基極為高電平，第二三極管(10)導(dǎo)通，電壓輸出端(16)輸出電壓為第二供電電源(17)電壓。
全文摘要
一種高壓輸電線路故障行波監(jiān)測裝置的看門狗電路，正向?qū)ǘO管負(fù)向端與分流電阻和限流電阻連接，限流電阻另一端與第一三極管連接，按鍵開關(guān)分別與第一三極管、主控芯片MR管腳和隔直電容連接；隔直電容另一端連接主控芯片PFI管腳；主控芯片VCC管腳連接濾波電容和供電電源，主控芯片MR管腳與WDO管腳相連。上拉電阻與供電電源相連，另一端與第二三極管連接；第二三級管與電壓輸出端相連；限流電阻與主控芯片RESET管腳連接，另一端與第三三級管相連。本發(fā)明通過CPU斷電、延時(shí)、重新上電的方式，解決以往看門狗電路存在CUP死機(jī)或死鎖復(fù)位不成功的問題，可靠性高、功能性強(qiáng)、簡單實(shí)用。
文檔編號G06F11/07GK102866931SQ201210328259
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者朱時(shí)陽, 鄧雨榮, 黃志都, 李明貴, 鄔蓉蓉, 黃維, 王樂 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院