巢湖学院李素平获国家专利权
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龙图腾网获悉巢湖学院申请的专利一种硬件看门狗安全置位电路获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN107656484B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2023-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:201711131662.2,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种硬件看门狗安全置位电路是由李素平;钱力;朱再武设计研发完成,并于2017-11-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种硬件看门狗安全置位电路在说明书摘要公布了:本发明公开了一种硬件看门狗安全置位电路,包括依次连接的带通滤波器,延迟比较器和逻辑置位电路,其中带通滤波器的输入端连接MCU的频率输出端口,带通滤波器的输出端连接延迟比较器,延迟比较器的输出端连接逻辑置位电路的一个输入端,逻辑置位电路的另一个输入端连接MCU的控制信号输出端口。本发明相比现有技术具有以下优点:一旦检测到处理器MCU失效,可以强制将敏感的需要保护的IO口状态设置为安全状态。相比于只有在硬件系统正常工作状态下,进行复位操作的系统,其安全性能大大提高。同时,相比于软件看门狗,硬件看门狗安全置位电路的安全性能更高,稳定性更好。
本发明授权一种硬件看门狗安全置位电路在权利要求书中公布了:1.一种硬件看门狗安全置位电路,其特征在于,包括依次连接的带通滤波器,延迟比较器和逻辑置位电路,其中带通滤波器的输入端连接MCU的频率输出端口,带通滤波器的输出端连接延迟比较器,延迟比较器的输出端连接逻辑置位电路的一个输入端,逻辑置位电路的另一个输入端连接MCU的控制信号输出端口;带通滤波器:来抓取MCU固定翻转的波形,将信号频率转变成对应的信号电压;延迟比较器:将带通滤波器输出的电压信号转换成对应高低电平指示MCU工作状态;逻辑置位电路:根据MCU工作状态判断是需要正常输出IO电平还是需要置位安全电平;所述带通滤波器包括电阻R1、电容C1、C2、二极管D1、D2、电容C3、电阻R2、R3,其中电阻R1的一端连接MCU的频率输出端口,作为带通滤波器的输入端口,电阻R1的另一端记为A点,分别连接电容C1和C2的第一端,电容C1的另一端接地,电容C2的另一端记为B点,分别连接二极管D1的阴极和二极管D2的阳极,二极管D1的阳极接地,二极管D2的阴极记为C点,分别连接电容C3的一端和电阻R2的一端,电容C3的另一端接地,电阻R2的另一端和电阻R3连接,连接点记为D点,电阻R3的另一端接地,D点连接到延迟比较电路;电阻R1、电容C1构成低通滤波器,设其截止频率为F3,电容C2、二极管D1构成一个高通滤波器,设其截止频率为F4,其中频率关系为F3F4,二极管D2、电容C3、电阻R2、R3构成一个整流平波电路;所述延迟比较器包括电阻R4、R5、比较器U1B,所述带通滤波器的输出端连接到比较器U1B的反向输入端,比较器U1B的同向输入端通过电阻R4连接参考电压VREF,比较器U1B的同向输入端和输出端之间通过电阻R5连接,比较器U1B的输出端连接到逻辑置位电路;当带通滤波器的输入端IN为固定电平时,A点也是相同固定电平,当IN输入矩形波频率远超电阻R1、电容C1构成低通滤波器的截止频率F3时,A点为直流电压,当IN低于电阻R1、电容C1构成低通滤波器的截止频率F3时,A点波形为一个矩形波到锯齿波过度的波形;当IN输入矩形波频率远超电阻R1、电容C1构成低通滤波器的截止频率F3时,A点是个固定电平,稳态时直流不能通过电容C2,C点电平为0;当IN低于电阻R1、电容C1构成低通滤波器的截止频率F3时,A点波形为一个锯齿波,电平上升时通过电容C2向电容C3充电,C点电平升高,当A点电平下降时电容C2通过二极管D1放电,以便下一个循环给电容C3充电,A点频率越高,峰峰值越大,给电容C3充的电量越多;二极管D2单向导通整流,电容C3和电阻R2、R3构成放电电路,当不再给电容C3充电时C点电压会很快下降;将延迟比较器参考电压对应的输入信号频率设为F0,F4F0F3;以F0为中心,设输入信号可以允许的频率波动范围为F2到F1,其中F2F1,且F0-F2=F1-F0,输入信号在频率F2和频率F1时,带通滤波器输出D点具有同样的输出电压,该电压值为后端延迟比较器的参考电压VREF;若带通滤波器输入信号频率大于F2且小于F1,带通滤波器输出D点电压高于参考电压VREF,否则当带通滤波器输入信号频率小于F2或大于F1时,带通滤波器输出D点电压低于参考电压VREF;当D点电压高于参考电平VREF,延迟比较器输出“0”,当D点电压低于参考电平VREF,延迟比较器输出“1”,也就是,当带通滤波器输入信号频率大于F2且小于F1,延迟比较器输出“0”;当带通滤波器输入信号频率小于F2或大于F1时,延迟比较器输出“1”;带通滤波器输入信号频率允许的波动范围为大于F2且小于F1,MCU的IO输出信号频率在此范围时,说明MCU正常工作,此时延迟比较器输出“0”,否则,延迟比较器输出“1”。
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