一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路的制作方法

文档序号:14685185发布日期:2018-06-12 23:20
一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路的制作方法

本发明涉及一种车载电路,尤其涉及一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路。



背景技术:

在汽车MCU应用电路中,由于内置看门狗的MCU模块,其可靠性较低,因而一般采用外置看门狗来加强MCU系统的可靠性。然而在汽车上单独使用外置看门狗存在一些问题:(1)汽车关闭ACC电源时,采用MCU定时器中断喂狗或MCU不休眠方式喂狗等喂狗方式,使得汽车的静态电流较大,电瓶亏电,缩短蓄电池的寿命;(2)关闭ACC电源后MCU进入休眠模式,再次打开ACC电源时,会有一定概率出现MCU唤醒失败的现象,影响到汽车电路的正常使用,危及行车安全。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路,可有效降低ACC电源关闭时的电路静态电流,且当ACC电源开启时MCU能被可靠唤醒。

为实现上述目的,本发明的技术方案如下:

一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路,包括:MCU模块、ACC状态检测电路、看门狗复位电路;ACC状态检测电路能检测ACC电源状态,输出ACC电源状态信号,并信号连接到看门狗复位电路以及MCU模块;看门狗复位电路包括看门狗,看门狗内设有看门狗定时器;MCU模块具备休眠功能;所述看门狗复位电路根据ACC电源状态信号控制看门狗定时器的启用或关闭,所述MCU模块根据ACC电源状态信号选择进入或退出休眠模式;当看门狗定时器启用且MCU模块处于休眠模式时,看门狗复位MCU模块使其退出休眠模式。

在某一实施例中:还包括稳压供电电路,该稳压供电电路包括电源稳压芯片及电容C100、电容C101,电阻R100、电容R101,电源稳压芯片的型号为BD3572YHFP-M;

电源稳压芯片的1脚引出两个连接端,其中一连接端连接到常电输入端,另一连接端经电容C100接地,3脚接地,4脚引出两个连接端,其中一连接端经电阻R101接地,另一连接端经电阻R100与5脚相连,并引出稳压输出端,该稳压输出端输出5V电压。

在某一实施例中:ACC状态检测电路包括三极管Q300、电阻R300、电阻R301、电阻R302、电阻R303、电容C300;

三极管Q300的基极经电阻R303、R301连接到ACC输入端,电阻R303与电阻R301的连接点引线连接电容C300一端,电容C300的另一端接地,电阻R303与三极管Q300的基极的连接点引线连接到电阻R302的一端,电阻R302的另一端接地;

三极管Q300的发射极接地,其集电极引出ACC_DET输出端,该集电极还经电阻R300连接到上述稳压输出端;

当ACC电源关闭时,ACC_DET输出端输出高电平,当ACC电源开启时,ACC_DET输出端输出低电平。

在某一实施例中:MCU模块具有外部中断端RA2/INT,该RA2/INT端与所述ACC_DET输出端相连并从其接收所述ACC电源状态信号;当ACC电源关闭时,MCU模块进入休眠模式,当ACC电源开启时,MCU模块可退出休眠模式。

在某一实施例中:看门狗复位电路还包括三态门、电阻R200、电容C200、电容C201、电容C202;三态门的型号为74LVC1G125,看门狗的型号为TPS3828-50;三态门的OUT端与看门狗的WDI引脚相连;三态门的OE端连接到所述ACC_DET输出端,并从其接收所述ACC电源状态信号以控制三态门的OE端使能与否,进而控制其OUT端的输出;

当ACC电源开启时,OE端低电平有效,三态门OUT端呈现正常的“0”或“1”的输出;当ACC电源关闭时,OE端高电平有效,三态门OUT端呈现高阻态。

在某一实施例中:三态门的IN端引出两个连接端,其中一连接端经电阻R200接地,另一端连接到MCU模块的RA5端,用于接收MCU模块的喂狗信号。

在某一实施例中:当三态门OUT端呈现正常的“0”或“1”的输出,WDI引脚正常接收其输出信号,看门狗定时器被启用;当三态门OUT端呈现高阻态,WDI引脚悬空,看门狗定时器被关闭;

所述看门狗定时器可被WDI引脚上的正跳变或负跳变触发,该正跳变或负跳变由所述喂狗信号形成;若定时器在超时时间内没有被触发,则看门狗的RESET引脚有效。

在某一实施例中:MCU模块的RESET端与看门狗的RESET引脚相连,通过看门狗的RESET引脚发出的RESET信号复位MCU模块。

在某一实施例中:当ACC电源开启,且出现MCU模块无法退出休眠模式现象时,看门狗的RESET引脚有效,实现所述看门狗复位MCU模块使其退出休眠模式。

在某一实施例中:所述三态门的VCC端连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C200的一端,电容C200的另一端接地,三态门的GND端接地;

所述看门狗的VDD引脚连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C201的一端,电容C201的另一端接地,看门狗的GND引脚接地;看门狗还包括一手动复位输入引脚MR,当MR引脚为低电平时,其RESET引脚为有效;

所述MCU模块的VDD端连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C202的一端,电容C202的另一端接地,其VSS端也接地。

本发明应用ACC状态检测电路检测ACC电源是否开启,并根据ACC电源状态同时控制三态门的输出和MCU模块的休眠状态;使得当ACC电源关闭时,看门狗定时器被关闭且MCU模块进入休眠,有效降低电路静态电流,保护汽车蓄电池;而当ACC电源开启时,看门狗定时器被开启,且在MCU模块无法被唤醒时,通过看门狗复位功能使得MCU模块被有效唤醒,提高汽车电路可靠性。

附图说明

图1示出了稳压供电电路的结构;

图2示出了MCU模块、ACC状态检测电路、看门狗复位电路的结构及连接关系;

图3为图2中A部分的放大示意图;

图4为图2中B部分的放大示意图。

具体实施方式

请参照图1-4,一种采用外置看门狗的车载MCU应用电路,包括:MCU模块U202、稳压供电电路、ACC状态检测电路、看门狗复位电路。

稳压供电电路包括电源稳压芯片U100及配套的外围器件,包括电容C100、C101,电阻R100、R101。稳压芯片U100的1脚引出两个连接端,其中一连接端连接到常电输入端,另一连接端经电容C100接地,4脚引出两个连接端,其中一连接端经电阻R101接地,另一连接端经电阻R100与5脚相连,并引出稳压输出端,稳压芯片的3脚接地。优选的,电源稳压芯片U100采用BD3572YHFP-M型号芯片,所述稳压输出端稳定输出5V电压。

ACC状态检测电路包括三极管Q300、电阻R300、电阻R301、电阻R302、电阻R303、电容C300。三极管Q300的基极经电阻R303、R301连接到ACC输入端,电阻R303与电阻R301的连接点引线连接电容C300一端,电容C300的另一端接地,电阻R303与三极管Q300的基极的连接点引线连接到电阻R302的一端,电阻R302的另一端接地;三极管Q300的发射极接地,其集电极引出ACC_DET输出端,此外该集电极经电阻R300连接到上述稳压输出端。所述ACC_DET输出端与MCU模块U202的外部中断端RA2/INT相连,用于给MCU模块U202提供ACC电源状态信号。

三极管Q300的导通条件由输入电压ACC及电阻R301、电阻R302、电阻R303阻值决定。当ACC输出电压为12V时,通过设定电阻R301、R302、R303阻值,使ACC输出电压在7.5V-8.5V时,三极管Q300导通;当ACC输出电压为24V时,通过设定电阻R301、R302、R303阻值,使ACC输出电压在17V-18V时,三极管Q300导通。三极管Q300未导通时ACC_DET输出端输出高电平,三极管Q300导通时ACC_DET输出低电平。

看门狗复位电路包括三态门U200、看门狗U201、电阻R200、电容C200、C201、C202。三态门的型号可为74LVC1G125,看门狗的型号为TPS3828-50。三态门U200的OE端为控制使能端,其连接到上述ACC_DET输出端,三态门U200根据其输出的信号控制OE端使能与否,进而控制门电路的通断。

具体电路结构中,三态门U200的VCC端连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C200的一端,电容C200的另一端接地;三态门U200的GND端也接地。此外,三态门U200的IN端引出两个连接端,其中一连接端经电阻R200接地,另一端连接到MCU模块U202的RA5端,用于接收MCU模块的喂狗信号;其OUT端与看门狗U201的WDI引脚相连以传送上述喂狗信号。当OE端低电平有效时,三态门OUT端呈现正常的“0”或“1”的输出;当OE端高电平有效时,三态门OUT端呈高阻态。

看门狗U201内设有看门狗定时器,可被WDI引脚上的正跳变或负跳变触发,该正跳变或负跳变由所述喂狗信号经三态门传输至WDI引脚后形成,且当WDI引脚悬空时,看门狗定时器被关闭。若定时器在超时时间内没有被触发(超时时间约1.6S),看门狗U201的RESET引脚即变为有效,并保持约200mS,同时看门狗定时器也进行了初始化。此外,看门狗U201的VDD引脚连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C201的一端,电容C201的另一端接地,其GND引脚也接地。看门狗U201还包括一个手动复位输入引脚MR,当MR引脚为低电平时,其RESET引脚为有效。

MCU模块U202为一个具备有休眠功能且可通过其外部中断端RA2/INT外部中断唤醒的单片机,其VDD端连接所述稳压输出端,在其间的连接点还引线连接到电容C202的一端,电容C202的另一端接地,其VSS端也接地。MCU模块U202的RESET端与看门狗U201的RESET引脚相连,通过看门狗U201的RESET引脚发出的RESET信号可以复位MCU模块U202。

以下介绍本发明的工作原理:

当ACC电源关闭时,ACC状态检测电路的三极管Q300未导通,此时ACC_DET输出端输出高电平。MCU模块U202的RA2/INT端接收ACC_DET输出端的输出信号,并采用计时查询方式,当查询到RA2/INT端保持了一定时长的高电平时(该时长一般可为20-100mS),MCU模块U202判定ACC_DET输出端输出高电平,并进入休眠模式。

此外,ACC_DET输出端又与三态门U200的OE端使能相连,当ACC_DET输出端为高电平,进而使所述OE端高电平有效时,三态门OUT端呈高阻态,相当于看门狗U201的WDI引脚悬空,看门狗定时器被关闭,从而使整个MCU应用电路进入低静态电流的运行方式。

当ACC电源打开时,ACC状态检测电路的三极管Q300导通,此时ACC_DET输出端输出低电平。

一般情况下,MCU模块U202的RA2/INT端接收到ACC_DET输出端的低电平,外中断唤醒,从而MCU模块U202退出休眠模式,且MCU模块U202的RA5端定时输出对看门狗U201的喂狗信号,该信号可为周期约为500mS的方波。同时,三态门U200的OE端为低电平有效,三态门OUT端呈现正常的“0”或“1”的输出,WDI引脚可正常接收其输出信号,看门狗定时器被启用,且该定时器被WDI引脚的正跳变或负跳变在超时时间内触发,使得看门狗进入正常使用状态。所述三态门U200的“0”或“1”的输出,以及500mS方波的喂狗信号保证了喂狗没有超时,看门狗可进入正常使用状态。

假若上述过程中,MCU模块U202被唤醒失败,则RA5端无法输出500mS方波的喂狗信号,看门狗定时器被启用后却未在超时时间被触发,看门狗电路的RESET引脚有效,MCU模块U202被复位,进而使其退出休眠模式被唤醒,增强了车载MCU应用电路的可靠性。

再多了解一些
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