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2018年03月04日 | 采用施密特触发器设计的一个廉价“看门狗”
2018-03-04 来源：eefocus
该电路可宜接用于MCS-51系列等单片机系统。电原理如附图所示。
图中一片四-2输入“与非”施密特触发器74HC1320其门c、门d、门b与C3、C4、R4、R5、D3、D2等组成“看门狗”
电路。与人们熟识的“看门狗”电路不同，其间没有振荡电路。图中门c、C3起隔离作用，门c的输入端可以与系统程序主循环中经常变化的某一个I/O脚相连（因为是标准的CMOS高阻输入，因而不会影响该I/O引脚的功能），也可专门为其设置一个I/O引脚，如P3.7端口，只要在主循环程序中加上一条取反该端口的指令（如CPLP3.7）就可以了——一小循环该端口输出高电平，再一个循环输出低电平……这样，门c输出端③脚就不断变化，门d的输出端⑥脚也随之变化。当⑥脚为高电平时，通过R5向电容C4充电，当⑥脚为低电平时，C4则通过二极管D3很快放电，因而，只要系统程序的主循环正常运行，该I/O端口输出不断变化，即门d的⑥脚不断变化，C4就充不上电而始终处于低电平，加到门b，使门b的⑩脚输出高电平，这样由于D1、D2被封死，门b对整个电路起不了任何影响，整个系统保持正常运行。
如果系统受干扰而出现死机或程序跑飞，主循环不能正常运行，则I/O端口(P3.7)不再变化，这时门c的输入端，不管停留在高电平还是低电平，因电容C3的隔离，门d的输入端④、⑤脚有电阻R4的下拉，其⑥脚输出恒为高电平，C4通过R5充电，约500ms后，使门b(11)脚输出低电平。一方面C1经D1很快放电，使门a的⑩脚为低电平，门a的⑧脚输出高电平，致CPU复位。另一方面C4经D2、R3放电，当C4放电至VL阈值电平时，门b翻转，其11脚输出高电平，封住了D1、D2，这样电容C1、C4又分别经R1、R5开始充电，由于R1、C1的充放电时间常数只有R5、C4的几分之一，因而门a先翻转，其⑧脚输出低电平，CPU复位后重新开始正常运行。一旦主循环正常运行，门c的输入就不断变化，门b的输出也不断变化，C4又充不上电了……图中，门a与电阻R1、R2，电容C1、C2及稳压二极管DW构成了电压监控电路，门a⑩脚上的R1、C1主要用于“上电自动复位”，即在系统上电初始阶段，门a⑩脚处于低电平，使其⑧脚输出高电平复位脉冲，CPU复位。门a的⑨脚上的C2、R2、DW则起“掉电保护作用”。在上电瞬间，由于C2的存在，使得⑨脚处于高电平，当电源电压稳定时，由于2.4V的稳压二极管DW的存在，使得⑨脚的电位钳位在VDD-2.4=5-2.4=2.6V，根据施密特触发器的特性，⑨脚仍然“保持在高电平”，不会影响门a的原有状态。当系统电源掉电或欠压时，如VDD掉至4V，则⑨脚电位为VDD一2.4=4-2.4=1.6V，低于VL阚值电压。这时，门a翻转，其⑧脚输出高电平，使CPU处于复位状态，避免了系统在掉电欠压过程中产生的误操作，直到电源恢复正常时，复位保护才撤销，CPU才开始正常运行。
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史海拾趣
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