一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)位電路是電力智能裝置必備的基本電路。一般在三種狀態(tài)下需要對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)位:上電復(fù)位、死機(jī)狀態(tài)下復(fù)位及人工按鍵復(fù)位。現(xiàn)有的電力智能裝置的復(fù)位方法一般是通過(guò)復(fù)位芯片對(duì)CHJ的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，CPU通過(guò)I/O 口對(duì)復(fù)位芯片喂狗，復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)接到復(fù)位芯片的手動(dòng)復(fù)位引腳上。
[0003]這種模式有以下缺陷:
[0004]1、現(xiàn)有的復(fù)位芯片的“看門狗”時(shí)間一般是1.6秒(S卩1.6秒內(nèi)未對(duì)復(fù)位芯片“喂狗”則復(fù)位芯片復(fù)位CPU)，而在一些復(fù)雜的電力智能裝置中，CPU程序啟動(dòng)時(shí)間可能到幾秒、十幾秒甚至幾十秒，而CPU程序運(yùn)行前是不可能對(duì)復(fù)位芯片“喂狗”的。顯然，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)無(wú)法滿足要求；
[0005]2、由于復(fù)位芯片的手動(dòng)復(fù)位腳比較敏感，若復(fù)位按鍵受到干擾或誤碰，極易導(dǎo)致復(fù)位芯片“誤復(fù)位”，從而導(dǎo)致CPU程序重新啟動(dòng)，若這時(shí)電力智能裝置在執(zhí)行出口、閉鎖等關(guān)鍵任務(wù)，將產(chǎn)生災(zāi)難性后果；
[0006]3、只能對(duì)CPU的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，而在電力智能裝置中，可編程邏輯芯片在系統(tǒng)中起到的作用越來(lái)越重要(如模擬量采集、執(zhí)行出口動(dòng)作等)，應(yīng)該增加對(duì)可編程邏輯芯片運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，本系統(tǒng)利用可編程邏輯芯片可靈活編程的特點(diǎn)，將可編程邏輯芯片引入復(fù)位電路設(shè)計(jì)中，具有適應(yīng)面廣、可靠性高、監(jiān)視全面的特點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，包括可編程邏輯芯片、CPU芯片、晶體振蕩器、復(fù)位芯片和復(fù)位按鍵，其中，可編程邏輯芯片連接晶體振蕩器、CPU芯片和復(fù)位芯片，復(fù)位芯片輸出的復(fù)位信號(hào)傳遞給CPU芯片和可編程邏輯芯片，CPU芯片的喂狗信號(hào)、晶體振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)均傳輸至可編程邏輯芯片，可編程邏輯芯片的輸出端連接至復(fù)位芯片的“喂狗端”。
[0010]所述可編程邏輯芯片內(nèi)置分頻器、計(jì)數(shù)器和邏輯門電路，晶體振蕩器提供的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器變?yōu)榭晒?fù)位芯片識(shí)別的低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器傳輸給邏輯門電路。
[0011 ]所述計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)到設(shè)定值前，輸出來(lái)自分頻器的信號(hào)，在計(jì)數(shù)到設(shè)定值后，一直輸出高電平信號(hào)。
[0012]所述邏輯門電路對(duì)復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)、CPU芯片的喂狗信號(hào)和計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，將邏輯運(yùn)算產(chǎn)生的信號(hào)輸出到復(fù)位芯片。
[0013]所述分頻器輸出信號(hào)的頻率可調(diào)，計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可調(diào)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0015](1)分頻器、計(jì)數(shù)器設(shè)定值可調(diào)，在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到設(shè)定值前，可編程邏輯芯片可以一直輸出喂狗信號(hào)給復(fù)位芯片，避免復(fù)位芯片在CPU芯片啟動(dòng)之前復(fù)位，可以適應(yīng)CPU程序啟動(dòng)耗時(shí)較長(zhǎng)的場(chǎng)合；
[0016](2)CPU芯片將喂狗信號(hào)送入可編程邏輯芯片，再由可編程邏輯芯片經(jīng)過(guò)內(nèi)部邏輯處理后發(fā)送信號(hào)給復(fù)位芯片，則CPU芯片和可編程邏輯芯片任何一個(gè)運(yùn)行異常，復(fù)位芯片都會(huì)復(fù)位，從而可以通過(guò)復(fù)位芯片監(jiān)視兩個(gè)芯片的運(yùn)行情況；
[0017](3)將復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)與其他信號(hào)邏輯與后接入復(fù)位芯片的喂狗端，而不是將復(fù)位按鍵的信號(hào)接入復(fù)位芯片的手動(dòng)復(fù)位端，可避免復(fù)位按鍵因受到瞬時(shí)擾動(dòng)而導(dǎo)致復(fù)位芯片復(fù)位，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；
[0018](4)解決了復(fù)雜系統(tǒng)程序上電時(shí)間長(zhǎng)、按鍵復(fù)位信號(hào)易受干擾、只能監(jiān)視CPU等問(wèn)題，擴(kuò)展了應(yīng)用場(chǎng)合，提高了靈活性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型所述的復(fù)位方法的總體示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型基于可編程邏輯芯片所實(shí)現(xiàn)的功能的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0021]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]如圖1所示，CPU芯片、可編程邏輯芯片、復(fù)位按鍵、復(fù)位芯片和晶體振蕩器組成完整的復(fù)位系統(tǒng)。可編程邏輯芯片可采用CPLD或FPGA，晶體振蕩器一般采用50MHz的有源晶振。復(fù)位芯片的復(fù)位引腳連接CPU芯片及可編程邏輯芯片，CPU芯片的喂狗信號(hào)、復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)和晶體振蕩器的時(shí)鐘信號(hào)均進(jìn)入可編程邏輯芯片，由可編程邏輯芯片處理后輸出信號(hào)送給復(fù)位芯片的喂狗管腳。裝置上電后，復(fù)位芯片首先對(duì)CPU芯片及可編程邏輯芯片進(jìn)行復(fù)位(持續(xù)200ms左右)。之后，CPU芯片及可編程邏輯芯片的程序均開(kāi)始啟動(dòng)，而可編程邏輯芯片的程序啟動(dòng)時(shí)間極短(小于1毫秒)，因此可編程邏輯芯片的程序首先開(kāi)始運(yùn)行。
[0023]如圖2所示，晶體振蕩器的50MHz的時(shí)鐘信號(hào)輸入到可編程邏輯芯片內(nèi)部的分頻器，經(jīng)分頻器分頻可得到ΙΟΚΗζ信號(hào)(頻率值可調(diào))，然后輸出至計(jì)數(shù)器。將計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)A、CPU芯片輸出的喂狗信號(hào)B、復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)C均連接至邏輯門電路，由邏輯門電路處理后產(chǎn)生信號(hào)D，D將作為最終的喂狗信號(hào)輸出到復(fù)位芯片的喂狗管腳。邏輯門電路的邏輯公式如下:
[0024]D=A&B&C。
[0025]可編程邏輯芯片內(nèi)部的計(jì)數(shù)器一般設(shè)定一個(gè)計(jì)數(shù)值。程序運(yùn)行后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)輸入的ΙΟΚΗζ信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)未到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器將分頻得到的ΙΟΚΗζ信號(hào)直接輸出到邏輯門電路，由于此時(shí)CPU程序尚未啟動(dòng)，復(fù)位按鍵無(wú)人操作，則信號(hào)B、C都為高電平，則通過(guò)D = A&B&C，則信號(hào)D就等于信號(hào)A，將ΙΟΚΗζ信號(hào)送到復(fù)位芯片的“喂狗端”。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)數(shù)器不再將分頻信號(hào)輸出而直接將輸出信號(hào)置為高電平，而這時(shí)若CPU開(kāi)始喂狗，則根據(jù)邏輯門電路的公式，D輸出的是CPU的喂狗信號(hào)B。若CPU芯片或可編程邏輯芯片運(yùn)行異常，則D無(wú)法輸出有效的喂狗信號(hào)，則復(fù)位芯片超過(guò)“看門狗”時(shí)間(一般為1.6秒)后復(fù)位。若在CPU程序及可編程邏輯芯片的程序正常運(yùn)行期間，按下復(fù)位按鍵將使復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑瑒t根據(jù)邏輯公式，信號(hào)D—直為低電平，即復(fù)位芯片無(wú)法檢測(cè)到有效的喂狗信號(hào)，則復(fù)位芯片開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到達(dá)到復(fù)位芯片的“看門狗”時(shí)間，復(fù)位芯片才輸出復(fù)位信號(hào)，而一般的瞬態(tài)干擾很難持續(xù)這么長(zhǎng)時(shí)間，因此，這種設(shè)計(jì)很難被“誤復(fù)位”，提高了系統(tǒng)抗干擾能力。
[0026]在圖2中，由于內(nèi)部分頻器、計(jì)數(shù)器設(shè)定值可調(diào)，因此本實(shí)用新型可以適應(yīng)CPU程序啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)合，而CHJ將喂狗信號(hào)送入可編程邏輯芯片，再由可編程邏輯芯片經(jīng)過(guò)處理后輸出信號(hào)至復(fù)位芯片，則可以通過(guò)復(fù)位芯片監(jiān)視兩個(gè)芯片的運(yùn)行情況。而復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)只有持續(xù)時(shí)間超過(guò)“看門狗”時(shí)間，才會(huì)使復(fù)位芯片發(fā)出復(fù)位信號(hào)，無(wú)疑增加了可靠性。
[0027]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，其特征是:包括可編程邏輯芯片、CPU芯片、晶體振蕩器、復(fù)位芯片和復(fù)位按鍵，其中，可編程邏輯芯片連接晶體振蕩器、CPU芯片和復(fù)位芯片，復(fù)位芯片輸出的復(fù)位信號(hào)傳遞給CPU芯片和可編程邏輯芯片，CPU芯片的喂狗信號(hào)、晶體振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)均傳輸至可編程邏輯芯片，可編程邏輯芯片的輸出端連接至復(fù)位芯片的“喂狗端”。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，其特征是:所述可編程邏輯芯片內(nèi)置分頻器、計(jì)數(shù)器和邏輯門電路，晶體振蕩器提供的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器變?yōu)榭晒?fù)位芯片識(shí)別的低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器傳輸給邏輯門電路。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，其特征是:所述計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)到設(shè)定值前，輸出來(lái)自分頻器的信號(hào)，在計(jì)數(shù)到設(shè)定值后，一直輸出高電平信號(hào)。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，其特征是:所述邏輯門電路對(duì)復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)、CPU芯片的喂狗信號(hào)和計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，將邏輯運(yùn)算產(chǎn)生的信號(hào)輸出到復(fù)位芯片。5.如權(quán)利要求2所述的一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，其特征是:所述分頻器輸出信號(hào)的頻率可調(diào)，計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可調(diào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于可編程邏輯芯片的復(fù)位系統(tǒng)，包括可編程邏輯芯片、CPU芯片、晶體振蕩器、復(fù)位芯片和復(fù)位按鍵，復(fù)位芯片輸出的復(fù)位信號(hào)連接至CPU芯片和可編程邏輯芯片，CPU芯片的喂狗信號(hào)、晶體振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)均連接至可編程邏輯芯片，可編程邏輯芯片的輸出連接至復(fù)位芯片的“喂狗端”。可編程邏輯芯片內(nèi)置邏輯門電路和可調(diào)的分頻器、計(jì)數(shù)器，晶體振蕩器的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器變?yōu)榈皖l信號(hào)，再經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)器傳輸給邏輯門電路，邏輯門電路將來(lái)自CPU的喂狗信號(hào)、計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)和復(fù)位按鍵的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，將運(yùn)算后的信號(hào)輸出至復(fù)位芯片。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)范圍廣，抗干擾能力強(qiáng)。
【IPC分類】G06F1/24
【公開(kāi)號(hào)】CN205121468
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520968710
【發(fā)明人】王成友, 閆紅華, 王俊杰
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué), 閆紅華, 王俊杰
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日