本發(fā)明涉及電源控制電路，尤其涉及一種硬件看門狗邏輯電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有很多智能ARM及CPU方案只有軟件復(fù)位，軟件復(fù)位是軟件模擬一款虛擬的看門狗算法，當(dāng)程序跑飛后，自動(dòng)進(jìn)入看門狗狀態(tài)；自己計(jì)時(shí)，超過一定時(shí)間認(rèn)為運(yùn)行程序代碼錯(cuò)誤就自己發(fā)出復(fù)位信號(hào)；這種虛擬的看門狗算法只能監(jiān)控軟件本身部分是否死機(jī)，不能監(jiān)控外部設(shè)備及外部環(huán)境對(duì)電源和其它系統(tǒng)的沖擊。如果電源系統(tǒng)死機(jī)，供電都不正常了，軟件無法通過算法判斷其它系統(tǒng)是否崩潰，或者自身電源都異常切斷了，自己系統(tǒng)都無法維持自動(dòng)發(fā)出復(fù)位信號(hào)；很不適合長(zhǎng)期一直工作的智能Tablet(平板)，如智能冰箱、廣告機(jī)、監(jiān)控設(shè)備等，這些設(shè)備都是要長(zhǎng)時(shí)間工作的，假設(shè)中途因各種電源波動(dòng)或者死機(jī)，機(jī)臺(tái)就不會(huì)正常工作，一直處于失效狀態(tài)，特別是在一些惡劣環(huán)境下工作的設(shè)備，需要更長(zhǎng)的時(shí)間保證工作，人工又不可能時(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備是否正常，所以急需要一個(gè)穩(wěn)定的看門邏輯電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)硬復(fù)位，讓機(jī)臺(tái)及時(shí)重新恢復(fù)到工作狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種硬件看門狗邏輯電路。

本發(fā)明包括電源輸入模塊、開關(guān)模塊、CPU控制模塊及看門狗邏輯運(yùn)算模塊，所述電源輸入模塊輸出端分別與開關(guān)模塊輸入端和看門狗邏輯運(yùn)算模塊輸入端相連，所述開關(guān)模塊輸出端為CPU控制模塊供電，所述CPU控制模塊輸出端與看門狗邏輯運(yùn)算模塊輸入端相連，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊控制所述開關(guān)模塊的閉合與關(guān)斷。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源輸入模塊的輸入端是由外部電源適配器或機(jī)器分配電源輸入穩(wěn)定的5V直流電源，所述電源輸入模塊包括電源輸入接口J11、濾波電容C4及高頻電容C5，所述濾波電容C4及高頻電容C5的一端分別與電源輸入接口J11相連，所述濾波電容C4及高頻電容C5的另一端接地。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述開關(guān)模塊包括PMOS管Q1、電容C6、電阻R4和電阻R5，所述PMOS管Q1的源極S接電源輸入模塊和通過電容C6與PMOS管Q1的柵極G相連，所述PMOS管Q1的漏極D輸出電源，所述PMOS管Q1的柵極G分別與電阻R4和電阻R5的一端相連。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述CPU控制模塊用于向看門狗邏輯運(yùn)算模塊發(fā)出Work_UP工作維持信號(hào)及輸出邏輯電平信號(hào)。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊包括集成電路U1、電容C7、電容C8、電阻R3、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、三極管Q3、三極管Q4、所述集成電路U1的引腳1通過電容C7接引腳8，所述集成電路U1的引腳2和引腳4接電源輸入模塊和電容C8一端，所述電容C8另一端接地，所述集成電路U1的引腳3接地，所述集成電路U1的引腳6接CPU控制模塊的喂狗信號(hào)WDI輸出端，引腳7分別接電阻R8一端、三極管Q4基極和通過電阻R9接CPU控制模塊Work_UP工作維持信號(hào)輸出端，所述電阻R8另一端接三極管Q3的基極，所述三極管Q3集電極接電R4另一端及通過電阻R3接PMOS管Q1的源極S和電源輸入模塊輸出端之間，所述三極管Q3發(fā)射極接地和通過電阻R7接基極，所述三極管Q4集電極接電阻R5另一端，發(fā)射極接地，所述電阻R10一端接電阻R9和CPU控制模塊Work_UP工作維持信號(hào)輸出端之間，所述電阻R10另一端接地。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊還包括設(shè)置在集成電路U1引腳7和電阻R9之間的二極管D1，所述二極管D1正極接三極管Q4基極和電阻R9之間。

本發(fā)明作進(jìn)一步改進(jìn)，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊還包括三極管Q2和與三極管Q2基極連接的電阻R6，所述電阻R6另一端接電源，三極管Q2集電極接電阻R5另一端，所述三極管Q2發(fā)射極接地。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：控制簡(jiǎn)單，電子元件少、價(jià)格低廉，主要運(yùn)用在一些工作環(huán)境惡劣，需要長(zhǎng)時(shí)工作的智能設(shè)備，為長(zhǎng)時(shí)工作的智能冰箱、廣告機(jī)、監(jiān)控設(shè)備等智能設(shè)備的工作穩(wěn)定性提供了保障；能保證設(shè)備死機(jī)后快速恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明電路原理圖；

圖3為本發(fā)明CPU控制模塊電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括電源輸入模塊、開關(guān)模塊、CPU控制模塊及看門狗邏輯運(yùn)算模塊，所述電源輸入模塊輸出端分別與開關(guān)模塊輸入端和看門狗邏輯運(yùn)算模塊輸入端相連，所述開關(guān)模塊輸出端為CPU控制模塊供電，所述CPU控制模塊輸出端與看門狗邏輯運(yùn)算模塊輸入端相連，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊控制所述開關(guān)模塊的閉合與關(guān)斷。

如圖2所示，所述電源輸入模塊的輸入端是由外部電源適配器或機(jī)器分配電源輸入穩(wěn)定的5V直流電源，所述電源輸入模塊包括電源輸入接口J11、濾波電容C4及高頻電容C5，所述濾波電容C4及高頻電容C5的一端分別與電源輸入接口J11相連，所述濾波電容C4及高頻電容C5的另一端接地。其中，所述濾波電容C4為膽電解濾波電容，高頻電容C5為高頻旁路電容。本例的5V電源經(jīng)過電源輸入接口J11的DC(直流)座子輸入，被濾波電容C4和高頻電容C5濾除了交流紋波及高頻干擾。

本例的開關(guān)模塊包括大電流的PMOS管Q1、電容C6、電阻R4和電阻R5，所述PMOS管Q1的源極S接電源輸入模塊和通過電容C6與PMOS管Q1的柵極G相連，所述PMOS管Q1的漏極D輸出電源，所述PMOS管Q1的柵極G分別與電阻R4和電阻R5的一端相連。本模塊主要是控制智能Tablet主供電的閉合和關(guān)斷。

如圖3所示，所述CPU控制模塊用于向看門狗邏輯運(yùn)算模塊發(fā)出Work_UP工作維持信號(hào)(簡(jiǎn)稱Work_UP信號(hào))及輸出邏輯電平信號(hào)做參考。

如圖2和圖3所示，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊主要自動(dòng)監(jiān)測(cè)電源管理系統(tǒng)及CPU控制模塊的邏輯電平是否正常，如果不正常，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊的看門狗邏輯運(yùn)算部分就會(huì)自動(dòng)發(fā)出斷電源信號(hào)；實(shí)現(xiàn)一次硬復(fù)位短暫切斷電源，達(dá)到給智能Tablet主供電重新上電一次。具體地，所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊包括集成電路U1、電容C7、電容C8、電阻R3、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、三極管Q3、三極管Q4、所述集成電路U1的引腳1通過電容C7接引腳8，所述集成電路U1的引腳2和引腳4接電源輸入模塊和電容C8一端，所述電容C8另一端接地，所述集成電路U1的引腳3接地，所述集成電路U1的引腳6接CPU控制模塊的喂狗信號(hào)WDI輸出端，引腳7分別接電阻R8一端、三極管Q4基極和通過電阻R9接CPU控制模塊Work_UP工作維持信號(hào)輸出端，所述電阻R8另一端接三極管Q3的基極，所述三極管Q3集電極接電R4另一端及通過電阻R3接PMOS管Q1的源極S和電源輸入模塊輸出端之間，所述三極管Q3發(fā)射極接地和通過電阻R7接基極，所述三極管Q4集電極接電阻R5另一端，發(fā)射極接地，所述電阻R10一端接電阻R9和CPU控制模塊Work_UP工作維持信號(hào)輸出端之間，所述電阻R10另一端接地。

所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊還包括設(shè)置在集成電路U1引腳7和電阻R9之間的二極管D1，所述二極管D1正極接三極管Q4基極和電阻R9之間。二極管D1的作用為：因CPU控制模塊(簡(jiǎn)稱CPU)死機(jī)后，CPU的GPIO Work_UP口的狀態(tài)不確定，有時(shí)可能是高電平，如果為高電平就會(huì)把三極管Q4導(dǎo)通，所以增加二極管D1，當(dāng)WDI喂狗信號(hào)不符合集成電路U1DIO706的規(guī)格要求時(shí)；判斷CPU已經(jīng)死機(jī)，集成電路U1DIO706引腳7的Reset信號(hào)同時(shí)經(jīng)二極管D1把Work_UP信號(hào)拉低。

所述看門狗邏輯運(yùn)算模塊還包括三極管Q2和與三極管Q2基極連接的電阻R6，所述電阻R6另一端接電源，三極管Q2集電極接電阻R5另一端，所述三極管Q2發(fā)射極接地。

圖2中的USBDC_IN是出廠前升級(jí)口USB線的電源輸入，三極管Q2主要是智能產(chǎn)品剛下線升級(jí)時(shí)，強(qiáng)制開啟開關(guān)模塊，以便電源給CPU控制模塊供電，完成程序下載。

本發(fā)明電路的原理為：

當(dāng)由外部Adapter(電源適配器)或機(jī)器分配電源輸入穩(wěn)定的5V電源時(shí)，5V電源經(jīng)過電容C4、C5、C8分別輸入到PMOS管Q1源極S的4、8腳及集成電路U1的第2腳；DC5V輸入到集成電路U1的第2腳主要是給集成電路U1提供工作電源，集成電路U1上電后會(huì)啟動(dòng)集成電路U1芯片內(nèi)部硬件算法開始工作，集成電路U1工作后第7引腳Reset先發(fā)出2秒的高電平信號(hào)，經(jīng)過電阻R8到三極管Q3的第1腳，本例三極管Q3為NPN型三極管，三極管Q3第1腳為基極，三極管Q3的Vbe大于0.7V，三極管Q3導(dǎo)通，三極管Q3導(dǎo)通后第3腳集電極被拉低，三極管Q3第3腳低電平信號(hào)同時(shí)把電阻R4及PMOS管Q1的第3腳的電平也拉低了，當(dāng)PMOS管Q1的第3腳為低電平時(shí)，PMOS管Q1導(dǎo)通，導(dǎo)通后DC輸入5V電源通過PMOS管Q1，經(jīng)過濾波電容C1、C2、C3給到CPU控制模塊和智能Tablet其他電路供電。

CPU控制模塊上電后，自動(dòng)觸發(fā)上電開機(jī)，CPU先初始化，因CPU初始化的時(shí)間較久；初始化的過程中也不能發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的時(shí)間信號(hào)；并且，看門狗邏輯運(yùn)算模塊運(yùn)行2S后，Reset引腳也會(huì)先保持低電平，所以CPU在初始化過程中，同時(shí)要發(fā)出Work_UP信號(hào)維持正常供電，Work_UP信號(hào)由CPU的GPIO口引腳T8輸出，輸出維持4S的高電平經(jīng)過電阻R9到三極管Q4的第1腳，三極管Q4為NPN型三極管，三極管Q4第1腳為基極，三極管Q4的Vbe大于0.7V，三極管Q4導(dǎo)通，三極管Q4導(dǎo)通后第3腳集電極被拉低，三極管Q4第3腳低電平信號(hào)同時(shí)把與之相連的電阻R5及PMOS管Q1的第3腳的電平也拉低，當(dāng)PMOS管Q1的第3腳為低電平時(shí)，PMOS管Q1導(dǎo)通，這樣Work_UP信號(hào)就維持了PMOS管Q1在上電4S之內(nèi)不會(huì)截止，保持供電狀態(tài)。

當(dāng)CPU初始化幾百毫秒后，這時(shí)GPIO口引腳U7可以輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，本例的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)為：高電平維持范圍1S－1.6S，低電平也在要1S－1.6S維持范圍內(nèi)，高低平合成一個(gè)周期；這種WDI喂狗信號(hào)(時(shí)間信號(hào))經(jīng)CPU GPIO口輸出到集成電路U1第6腳，集成電路U1第6腳接收CPU發(fā)出的喂狗信號(hào)，集成電路U1內(nèi)部通過看門狗邏輯運(yùn)算，運(yùn)算處理喂狗信號(hào)是否在范圍標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

當(dāng)WDI喂狗信號(hào)符合集成電路U1DIO706的規(guī)格要求后；集成電路U1第7腳Reset再次維持高電平信號(hào)，經(jīng)過電阻R8到三極管Q3的第1腳基極，三極管Q3導(dǎo)通，三極管Q3導(dǎo)通后第3腳集電極被拉低，三極管Q3第3腳低電平信號(hào)將PMOS管Q1的第3腳的電平也拉低，當(dāng)PMOS管Q1的第3腳為低電平時(shí)，PMOS管Q1一直維持導(dǎo)通，此時(shí)，CPU的Work_UP信號(hào)可以不用輸入，保持低電平狀態(tài)。正常工作狀態(tài)下，PMOS管Q1一直維持導(dǎo)通，保證機(jī)臺(tái)正常工作。

當(dāng)WDI喂狗信號(hào)不符合U1DIO706的規(guī)格要求時(shí)；如CPU死機(jī)后，CPU GPIO輸出一直高或一直低的電平信號(hào)，這種不規(guī)則的喂狗信號(hào)輸入到集成電路U1第6腳，集成電路U1第6腳接收到CPU發(fā)出的不規(guī)則信號(hào)，經(jīng)過集成電路U1內(nèi)部看門狗邏輯運(yùn)算，2個(gè)周期后，判斷CPU異?；蛘咭阉罊C(jī)，判斷不符合，由集成電路U1第7腳Reset信號(hào)發(fā)2S秒的高電平，集成電路U1第7腳高電平經(jīng)過電阻R8到三極管Q3的第1腳基極，三極管Q3的Vbe小于0.7V，三極管Q3截止，截止后三極管Q3第3腳集電極被電阻R3接到電源輸入模塊輸出的DC_IN的電平拉高，電阻R3同時(shí)把電阻R4及PMOS管Q1的第3腳的電平也拉高，當(dāng)PMOS管Q1的第3腳為高電平時(shí)，PMOS管Q1截止，PMOS管Q1截止切斷DC輸入電源，智能Tablet主供電及CPU控制模塊電源被切斷。

2S后，集成電路U1DIO706第7腳Reset再次輸出2S的高電平信號(hào)，經(jīng)過電阻R8到三極管Q3的第1腳基極，三極管Q3的Vbe大于0.7V，三極管Q3導(dǎo)通電，三極管Q3導(dǎo)通后第3腳集電極被拉低，三極管Q3第3腳低電平信號(hào)同時(shí)把電阻R4及PMOS管Q1的第3腳的電平也拉低，當(dāng)PMOS管Q1的第3腳為低電平時(shí)，PMOS管Q1導(dǎo)通，導(dǎo)通后DC輸入5V電源通過PMOS管Q1，經(jīng)過濾波電容C1、C2、C3給到CPU控制模塊供電，整個(gè)系統(tǒng)再次硬做了1次重新上電復(fù)位，維持了機(jī)臺(tái)正常工作。

本發(fā)明主要運(yùn)用在一些工作環(huán)境惡劣、需要長(zhǎng)時(shí)工作的智能設(shè)備，為長(zhǎng)時(shí)工作的智能冰箱、廣告機(jī)、監(jiān)控設(shè)備等的工作穩(wěn)定性提供了保障；并且能保證設(shè)備死機(jī)后快速恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。本發(fā)明具有控制簡(jiǎn)單，電子元件少、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述之具體實(shí)施方式為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體實(shí)施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本具體實(shí)施方式，凡依照本發(fā)明所作的等效變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。