一种保护电路及数控系统的制作方法

本实用新型涉及数据保护技术领域，具体而言，涉及一种保护电路及数控系统。

背景技术：

机床数据是将一台数控系统适配于具体的机床所需的各方面有关数据。在数控系统处于异常工作状态时，系统往往会进行一些误操作，从而造成对存储器中保存的系统数据的影响。如此，若不能对数控系统的正常系统数据进行有效保存，则在重启系统后，系统会按照异常情况下保存下来的信息进行误操作，影响系统运作效率和运作安全。

现有技术中，采用动态随机存储器或静态随机存储器进行系统数据保存，在系统断电后，所存储的信息即随之消失，或者是需要提供后备电源进行系统断电后的电源供给，无法准确地进行系统正常工作状况下的系统数据保存，且增加了系统结构、存在维护问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于，提供一种保护电路及数控系统以解决上述问题。

本实用新型较佳实施例提供一种保护电路，包括电压检测电路、控制电路以及数据保存电路，所述电压检测电路与电源端连接，所述控制电路连接在所述电压检测电路和所述数据保存电路之间；

所述电压检测电路检测电源端的电压值，当检测到的电压值高于预设阈值时输出第一信号，当检测到的电压值低于预设阈值时输出第二信号；

所述控制电路的输入端与所述电压检测电路的输出端连接，当所述控制电路接收到所述电压检测电路输出的第一信号时，则正常工作并输出第三信号，当所述控制电路接收到所述电压检测电路输出的第二信号时，则停止工作；

所述数据保存电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，当所述数据保存电路接收到所述控制电路输出的第三信号时，对系统数据信息进行写操作，否则停止工作并保存停止工作之前所写入的所述系统数据信息。

进一步地，所述电压检测电路包括电压检测单元、第一上拉电阻、第一下拉电阻及三极管；

所述电压检测单元的电压输入端与电源端连接、输出端与三极管的基极连接；所述三极管的集电极与电源连接、发射极与所述控制电路的输入端连接；所述第一上拉电阻的一端分别与所述电压检测单元的输出端和所述三极管的基极连接、另一端接电源；所述第一下拉电阻的一端与所述三极管的发射极连接、另一端接地。

进一步地，所述电压检测电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与电源端和所述电压检测单元的电压输入端连接、另一端分别与所述电压检测单元的接地端和大地连接，所述滤波电路包括用于滤除电源低频纹波的第一滤波电容和用于滤除电源高频纹波的第二滤波电容；

所述第一滤波电容的一端分别与电源端和所述电压检测单元的电压输入端连接、另一端分别与所述电压检测单元的接地端和大地连接；

所述第二滤波电容的一端分别与电源端和所述电压检测单元的电压输入端连接、另一端分别与所述电压检测单元的接地端和大地连接。

进一步地，所述电压检测电路还包括第一限流电阻和第二限流电阻；

所述第一限流电阻的一端与所述三极管的基极连接、另一端分别与所述电压检测单元的输出端和所述第一上拉电阻的一端连接；

所述第二限流电阻的一端与所述控制电路的输入端连接、另一端分别与所述三极管的发射极和所述第一下拉电阻的一端连接。

进一步地，所述控制电路包括控制单元及第二上拉电阻；

所述控制单元的使能端与所述第二限流电阻的一端连接、数据输出端与所述数据保存电路的输入端连接；

所述第二上拉电阻的一端与所述控制单元的数据输入端连接、另一端接电源。

进一步地，所述控制电路还包括用于滤除电源高频纹波的第三滤波电容，所述第三滤波电容的一端分别与电源和所述控制单元的电源输入端连接、另一端接地。

进一步地，所述数据保存电路包括存储单元及第四滤波电容；

所述存储单元的芯片使能端与所述控制单元的数据输出端连接、输入使能端与电源连接；

所述第四滤波电容的一端分别与电源和所述存储单元的电源接入端连接、另一端分别与所述存储单元的接地端和大地连接。

进一步地，所述存储单元为铁电存储器。

进一步地，所述数据保存电路还包括第三限流电阻和第四限流电阻；

所述第三限流电阻的一端与所述存储单元的输入使能端连接、另一端接电源；

所述第四限流电阻的一端与所述存储单元的芯片使能端连接、另一端接电源。

本实用新型另一较佳实施例提供一种数控系统，包括上述所述的保护电路。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的保护电路及数控系统，通过电压检测电路检测电源端的电压值，在电压值正常时通过控制电路控制数据保存电路进行系统数据写入并保存，在电压值偏低时，控制数据保存电路停止写操作以保存系统的正常系统数据。避免了系统在电压过低状况下的误操作对系统数据造成的影响，在重新启动系统后能及时恢复至正常状态，实现了在没有后备电源供电的情况下，对系统正常数据的及时保存，保障了系统运作安全及运作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种保护电路的示意性结构框图。

图2为本实用新型实施例提供的电压检测电路的电路原理图。

图3为本实用新型实施例提供的控制电路的电路原理图。

图4为本实用新型实施例提供的数据保存电路的电路原理图。

图标：10-保护电路；100-电压检测电路；U1-电压检测单元；R1-第一上拉电阻；R2-第一下拉电阻；R3-第一限流电阻；R4-第二限流电阻；110-滤波电路；C1-第一滤波电容；C2-第二滤波电容；T-三极管；200-控制电路；U2-控制单元；R5-第二上拉电阻；C3-第三滤波电容；300-数据保存电路；U3-存储单元；R6-第三限流电阻；R7-第四限流电阻；C4-第四滤波电容。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种保护电路10的示意性结构框图。如图1所示，该保护电路10包括电压检测电路100、控制电路200及数据保存电路300。所述电压检测电路100与电源端连接，所述控制电路200连接在所述电压检测电路100和所述数据保存电路300之间。

所述电压检测电路100检测电源端的电压值，当检测到的电压值高于预设阈值时输出第一信号，当检测到的电压值低于预设阈值时输出第二信号。所述控制电路200的输入端与所述电压检测电路100的输出端连接，当所述控制电路200接收到所述电压检测电路100输出的第一信号时，则正常工作并输出第三信号，当所述控制电路200接收到所述电压检测电路100输出的第二信号时，则停止工作。所述数据保存电路300的输入端与所述控制电路200的输出端连接，当所述数据保存电路300接收到所述控制电路200输出的第三信号时，对系统数据信息进行写操作，否则停止工作并保存停止工作之前所写入的所述系统数据信息。

具体地，请参阅图2，为本实用新型实施例提供的电压检测电路100的电路原理图。如图2所示，所述电压检测电路100包括电压检测单元U1、三极管T、第一上拉电阻R1、第一下拉电阻R2、第一限流电阻R3以及第二限流电阻R4。

所述电压检测单元U1包括电压输入端、接地端及输出端。所述电压输入端与电源连接，所述接地端接地。所述第一限流电阻R3连接在所述电压检测单元U1的输出端与所述三极管T的基极之间。所述三极管T的集电极接电源，发射极的一路连接所述第一下拉电阻R2之后接地、另一路连接所述第二限流电阻R4之后与所述控制电路200的输入端连接。所述第一上拉电阻R1的一端分别与所述电压检测单元U1的输出端和所述第一限流电阻R3的一端连接、另一端接电源。

可选地，在本实施例中，所述电压检测单元U1采用的是型号为MAX809JD的复位芯片，可用于监控微控制器及系统的电源电压。所述第一限流电阻R3和所述第二限流电阻R4的阻值分别为300Ω和0Ω，其中所述第二限流电阻R4还起到抑制电源噪声的作用。所述第一上拉电阻R1和所述第一下拉电阻R2的阻值均为10KΩ。

可选地，所述电压检测电路100还包括滤波电路110，所述滤波电路110的一端分别与电源端和所述电压检测单元U1的电压输入端连接、另一端分别与所述电压检测单元U1的接地端和大地连接。所述滤波电路110包括第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。其中，所述第一滤波电容C1为10uF，可用于滤除电源中的低频纹波。所述第二滤波电容C2为0.1uF，可用于滤除电源中的高频纹波。

通过上述设计，可实现：所述电压检测单元U1检测电源端的电压值，当检测到的电压值小于门槛电压时，例如4.6V，则所述第一上拉电阻R1可通过连接所述电压检测单元U1后接地，进而所述三极管T的基极为低电平，所述三极管T无法导通。则所述第二限流电阻R4连接所述第一下拉电阻R2后接地，使得所述电压检测电路100的输出端POWDN输出为低电平。

当所述电压检测单元U1检测得到的电源端的电压值高于预设阈值时，即电压值正常，则所述三极管T的基极连接所述第一限流电阻R3、所述第一上拉电阻R1后接电源，即所述三极管T的基极为高电平，此时所述三极管T导通。则所述第二限流电阻R4连接所述三极管T的发射极，使得所述电压检测电路100的输出端POWDN输出为高电平。

请参阅图3，为本实用新型实施例提供的控制电路200的电路原理图。如图3所示，所述控制电路200包括控制单元U2、第二上拉电阻R5及第三滤波电容C3。

所述控制单元U2包括使能端、数据输入端、数据输出端、电源输入端及接地端。所述控制单元U2的使能端与所述电压检测电路100的输出端POWDN连接。所述第二上拉电阻R5的一端与所述控制单元U2的数据输入端连接，另一端接电源。所述第三滤波电容C3的一端分别与所述控制单元U2的电源输入端和电源连接、另一端接地。

可选地，在本实施例中，所述控制单元U2采用型号为1G126的单总线缓冲门。所述第二上拉电阻R5的阻值为10KΩ。所述第三滤波电容C3为0.1uF，可用于滤除电源中的高频纹波。

可选地，所述控制单元U2的数据输入端连接所述第二上拉电阻R5后连接电源，该数据输入端为高电平，当所述控制单元U2的使能端输入同为高电平时，所述控制单元U2的数据输出端为高电平，即所述控制电路200的输出F_CE为高电平。若所述控制单元U2的使能端输入为低电平时，所述控制单元U2停止工作，即所述控制电路200的输出F_CE为零。

请参阅图4，为本实用新型实施例提供的数据保存电路300的电路原理图。如图4所示，所述数据保存电路300包括存储单元U3、第三限流电阻R6、第四限流电阻R7及第四滤波电容C4。

所述存储单元U3包括芯片使能端、输入使能端、电源输入端及接地端。所述芯片使能端与所述控制单元U2的数据输出端F_CE连接。所述第三限流电阻R6的一端与所述存储单元U3的输入使能端连接、另一端接电源。所述第三限流电阻R6的一端与所述存储单元U3的芯片使能端连接、另一端接电源。所述第四滤波电容C4的一端分别与电源和所述存储单元U3的电源接入端连接、另一端分别与所述存储单元U3的接地端和大地连接。

可选地，在本实施例中，所述存储单元U3采用的是型号为FM18L08的铁电存储器。所述第三限流电阻R6和所述第四限流电阻R7的阻值均为10KΩ。所述第四滤波电容C4为0.1uF，可用于滤除电源中的高频纹波。

FM18L08是采用先进铁电技术制造而成的非易失性铁电随机存储器，不同于其他的需要后备电源的静态随机存储器(Static Random Access Memory,SRAM)。FM18L08具有天然非易失性的存储机制，因此无需后备电池。

可选地，在所述存储单元U3的芯片使能端接收到所述控制单元U2输出的高电平后，所述存储单元U3能够进行写操作，将系统数据，例如数控机床的坐标值、电参量等，写入所述存储单元U3中，并且在写入的同时能够进行数据保存。当所述存储单元U3的芯片使能端无法接收到所述控制单元U2的输出信号，则表示此时电源端的电压处于不正常状态，此时所述存储单元U3则停止写操作，并保存在停止写操作之前所写入的数据。因为当电源电压不正常时，系统往往会出现误操作，若不能及时保存系统在正常工作时的工作状态数据，则当重新启动系统后，系统无法根据正常参数重新开始工作。

可选地，本实用新型另一较佳实施例还提供了一种数控系统，所述数控系统包括上述所述的保护电路10。所述保护电路10包括电压检测电路100、控制电路200及数据保存电路300。包括有所述保护电路10的所述数控系统，在电源电压过低的情况下，能够有效保存系统正常工作时的系统数据，避免不正常工况下系统误操作对系统数据的影响，使得重新启动系统后，系统能够按照正常参数进行运作，保障了系统运作安全。

综上所述，本实用新型提供的保护电路10及数控系统，所述保护电路10包括电压检测电路100、控制电路200及数据保存电路300。所述电压检测电路100检测电源端电压值，当检测到的电压值属于正常范围时，则通过所述控制电路200控制所述数据保存电路300对系统数据进行写操作并保存写入的系统数据。当检测到的电压值过低时，则控制所述数据保存电路300停止工作，以保存系统正常工作状态下的系统数据，以避免系统在电压过低工况下的误操作对系统数据造成的影响，以便在重新启动系统后能快速恢复到正常工作状态，提高了系统运行安全及运行效率。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。