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。