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一種低成本看門狗電路的介紹

知識百科

在工業控制中常使用MCS-51系列單片機 ， 為了防止程序跑飛往往外接一個看門狗電路 。 看門狗電路可完成加電復位和死機復位兩種功能 。 成品的看門狗集成電路如MAX813L等價格一般都較高 。 現介紹一種由通用數字電路CD4011組成的廉價的看門狗電路 。

一種低成本看門狗電路的介紹

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上圖是由與非門CD4011組成的看門狗電路 ， 圖2為有關引腳波形圖 。 由上圖可以看出 ， 在不考慮1腳的喂狗信號的情況下 ， 三個與非門A、B、C、串接成一個環路 。 由于VD1、R2、C2、和R3、C3兩組延時電路的作用 ， 它們將組成一個振蕩器 。 平時與非門A的2腳為高電平(見后面喂狗信號引起VDI、R2、C2充放電的說明) ， 10時刻的喂狗信號(高電平至低電平的跳變)經R1、C1微分后送到1腳 ， 其輸出3腳變為高電平 ， 經VDI給C2充電 ， C2很快充滿至5V 。 與非門B的輸入端5腳和6腳為高電平 ， 輸出端4腳為低電平 。 在喂狗脈沖沿過去后的t1時刻 ， 1腳恢復為高電平 ， 3腳變為低電平 ， 該低電平經R2給C2放電 ， 放電速度遠遠慢于充電速度 。 當C2電壓由5V降到約為2.5V時與非門B的4腳將由低電平變為高電平 。 正常工作時在4腳變為高電平之前又有新的喂狗信號到來 ， 3腳又變為高電平 ， C2又迅速充滿到5V 。 因此4腳一直保持為低電平 ， 與非門C的10腳則一直保持為高電平 。 一旦喂狗信號丟失 ， 4腳將在延時一段時間(t2-t0')后的12時刻變為高電平 ， 此高電平即為CPU復位 。 該高電平還經R3、C3延時 ， 使與非門C的輸入端8腳和9腳在t3時刻變為高電平 ， 輸出端10腳變為低電平 。 接著引起2腳為低電平 ， 3腳為高電平 ， C2迅速充電 。 在14時刻C2電壓超過2.5V ， 5腳和6腳變為高電平 ， 4腳變為低電平 。 C3放電 ， 經R3、C3延時 ， 在t5時刻8腳變為低電平 ， 10腳恢復為高電平 ， 3腳恢復為低電平 。 這樣 ， 在沒有喂狗信號時4腳將輸出周期l00ms、寬度約5ms的正極性脈沖串復位信號 。 復位信號的寬度決定于R3、C3 ， 周期決定于R2、C2 ， 與非門C的10腳將輸出負極性脈沖串復位信號 。 在上電瞬間由于C2和C3的初始電壓都為零 ， 5腳、6腳、8腳和9腳都為低電平 ， 4腳則為高電平為CPU復位 。 大約5ms之后8腳和9腳變為高電平 ， 接著10腳變為低電平 ， 3腳高電平 ， C2迅速充滿 ， 4腳變為低電平 ， 經R3、C3延時10腳再恢復為高電平 ， 上電復位過程結束 。 該電路在多種MCS-51系列單片機中使用效果良好 。 為了驗證該電路的可靠性 ， 可在通電情況下將IC1的1腳對地短路 ， 即停止喂狗信號 ， 用示波器測量4腳和10腳的波形 ， 即可看到如下圖所示的復位信號波形 。
【一種低成本看門狗電路的介紹】
一種低成本看門狗電路的介紹

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目前CD4011市場價約為0.6元 ， lN4148為0.05元 ， 電容為0.04元 ， 電阻為0.01元 。 該看門狗電路元件成本不足0.9元 。 看門狗集成電路MAX813L市場價約為6元 ， SP706S約為5元 。 顯然該電路的成本遠低于單片看門狗集成電路 。 CD4011多余的一個與非門還可以作為它用 。
一種低成本看門狗電路的介紹

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上圖是一個電視選臺器的實物 。 該電視選臺器內有開關電源、射頻放大器、頻率合成一體化電視調諧器和控制電路等 。 控制電路的CPU選用AT89C2O5l、存儲器AT24CO2、信號檢測使用LM567 。 看門狗電路使用的即是前面介紹的由CD4011組成的電路 。