专利名称：燃气具控制器mcu冗余电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种用于燃气具控制器MCU冗余电路， 适用于燃气热水器、燃气壁挂炉等产品控制器中。
技术背景在现有技术中，燃气具的电子控制系统通常采用单片机控 制。对单片机系统运行的监控，主要使用WDTIC或内部WDT监控，这种监 控主要针对程序运行故障，但在监控单元本身出现故障或单片机系统时钟 及系统电源等硬件失效时，WDT监控不起作用或者单片机不能执行安全动 作。而且，仅仅采用WDT监控的单片机系统不能实现失效模式下的安全锁 定，致使燃气具在失效时有燃气泄漏的危险，可靠性不高等缺陷。为克服 这些缺陷，对燃气具控制器MCU冗余电路进行了研制。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种燃气具控制 器MCU冗余电路，它能防止燃气具控制器失效时燃气泄漏，有效地提高燃 气具的可靠性。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是它包括第二电源电路、 监控MCU、第二燃气阀驱动电路、第一电源电路、主控MCU、第一燃气阀驱 动电路，第一电源电路的直流输出端与主控MCU中的电源端电联接，第二 电源电路的直流输出端与监控MCU中的电源端电联接，监控MCU中的第二 1/0口联接第一反向器的输入端，第一反向器的输出端与主控MCU中的MCLR 端联接，监控MCU中的第一 I/O 口与主控MCU中产生固定频率方波脉冲信 号的第一I/0 口联接，监控MCU中的第三I/O 口联接第二反向器的输入端，第二反向器的输出端与第二燃气阀驱动电路联接，主控MCU中的第二 I/O 口联接第三反向器的输入端，第三反向器的输出端与第一燃气阀驱动电路 联接，第一燃气阀驱动电路与第二燃气阀驱动电路串联后与燃气具中燃气 阀电联接。
所述的主控MCU的时钟由主控MCU内部RC振荡电路产生。 所述的主控MCU的时钟由外部晶振产生。
所述的主控MCU输出的固定频率方波脉冲信号由主控MCU中的第一 I/O 口以固定时间间隔输出高低电平的方式产生。
所述的监控MCU中第二 I/O 口向主控MCU中的MCLR端输出的信号为复 位信号。
所述的第一燃气阀驱动电路与第二燃气阀驱动电路的执行部件为继电器。
所述的第一燃气阀驱动电路与第二燃气阀驱动电路的执行部件为晶体管。
所述的第二电源电路为输出5V稳压直流电压的电源电路。 所述的第一电源电路为输出5V稳压直流电压的电源电路。 本实用新型同背景技术相比所产生的有益效果
1、由于本实用新型采用第一电源电路的直流输出端与主控MCU中的电 源端电联接，第二电源电路的直流输出端与监控MCU中的电源端电联接， 监控MCU中的第二 I/O 口联接第一反向器的输入端，第一反向器的输出端 与主控MCU中的MCLR端联接，监控MCU中的第一 I/O 口与主控MCU中产生 固定频率方波脉冲信号的第一 I/O 口联接，监控MCU中的第三I/O 口联接 第二反向器的输入端，第二反向器的输出端与第二燃气阀驱动电路联接， 主控MCU中的第二 I/O 口联接第三反向器的输入端，第三反向器的输出端 与第一燃气阀驱动电路联接，第一燃气阀驱动电路与第二燃气阀驱动电路串联后与燃气具中燃气阀电联接的结构，故它能防止燃气具控制器失效时 燃气泄漏，有效地提高燃气具的安全可靠性。
图l为本实用新型的电路联接方框图。
图2为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
参看附图1、附图2所示，本实施例包括第二电源电 路l、监控MCU2、第二燃气阀驱动电路3、第一电源电路4、主控MCU5、 第一燃气阀驱动电路6、燃气阀7、第一反向器14、第二反向器15、第三 反向器16。
第一电源电路4的输出端与主控MCU 5的电源端联接，给主控MCU 5 提供5V的稳压直流电源，第二电源电路1的输出端与监控MCU2的电源端 联接，给监控MCU2独立提供5V的稳压直流电源。第一电源电路4为集成 稳压电路，第二电源电路1为普通稳压二极管电路，当第一电源电路4失 效时，第二电源电路1可以保证其供电的MCU正常运行，第二电源电路1 失效时，第一电源电路4可以保证其供电的MCU正常运行，从而实现电源 冗余。
主控MCU5采用八位单片机，具有独立时钟，系统时钟设计为内部RC 振荡，具有输入输出、AD转换、定时、中断、内部WDT等端口，实现输入 信号检测、温度采样、燃气阀控制、按键输入及显示、安全监控等功能。
主控MCU 5中的第一I/0 口 11与监控MCU 2中的第一I/0 口 8联接， 主控MCU 5中的第一 I/O 口 11通过固定时间间隔输出高低电平产生固定频 率的方波脉冲信号给监控MCU 2监控。主控MCU 5中的第二 I/O 口 12联接 第三反向器16，第三反向器16的输出端联接第一燃气阀驱动电路6，第一 燃气阀驱动电路6与燃气阀7电联接，从而实现主控MCU 5控制燃气阀7 的开启和关闭。
监控MCU 2采用八位单片机，具有不同于主控MCU的独立时钟，时钟设计为内部RC振荡，具有输入输出、定时、内部WDT等，实现输入信号检 测、控制输出等功能。监控MCU2中的第一 I/O 口 8的输入信号为主控MCU 5输出的固定频率方波脉冲，监控MCU 2中的第二 I/O 口 9与第一反向器 14联接，第一反向器14的输出端联接主控MCU 5中的复位端MCLR端13， 监控MCU 2通过监控MCU 2中的第二 I/O 口 9输出复位信号到主控MCU 5, 控制主控MCU 5的复位。监控MCU 2中的第三I/O 口 10与第二反向器15 联接，第二反向器15的输出端联接第二燃气阀驱动电路3，第二燃气阀驱 动电路3与燃气阀7电联接，从而实现主控MCU2控制燃气阀7的开启和关 闭。
燃气阀驱动电路的执行部件为继电器。主控MCU 5输出高电平经过反 向器反向后启动第一燃气阀驱动电路6，输出低电平关闭第一燃气阀驱动 电路6。监控MCU 2输出高电平经过反向器反向后启动第二燃气阀驱动电 路3,输出低电平关闭第二燃气阀驱动电路3。第二燃气阀驱动电路3与第 一燃气阀驱动电路6为串联联接。
监控MCU 2中的第二 I/O 口 9输出的有效复位电平与监控MCU 2中的 第三I/0 口 IO输出的有效燃气阀控制电平互为反向。当监控MCU2输出复 位信号为高电平时，监控MCU 2输出的燃气阀控制信号为低电平，其相位 反向。当主控MCU 5发生错误时，监控MCU 2输出复位信号使主控MCU 5 复位后，系统处于锁定状态，只有当监控MCU 2断电复位后，系统才能重 新启动。
燃气具开始工作时，监控MCU 2中的第二 I/O 口 9输出高电平信号， 经第一反向器14反向后为低电平，主控MCU 5的复位脚MCLR端13为低电 平，主控MCU 5处于复位状态。同时监控MCU 2中的第三I/O 口 10输出低
电平信号，燃气阀7关闭。
延时100ms后，监控MCU2的第二 I/O 口 9输出低电平信号，主控MCU5开始运行。主控MCU 5经定时器中断计时，在主循环程序产生频率固定 的脉冲信号到监控MCU 2中的第一 I/O 口 8。
监控MCU 2对监控MCU 2中的第一 I/O 口 8输入的信号频率fo进行检 测判断，当频率在Fo士10。/。的范围时，监控MCU2中的第三I/0口 IO输出 高电平信号，接通第二燃气阀驱动电路3，燃气阀7的第一个开关被接通; 接通燃气阀的第二个开关和其余的控制由主控MCU 5执行。
当主控MCU5运行不正常时，其输出信号的频率fo将发生改变，当判 断频率fo不在Fo土10W的范围时，监控MCU 2中的第三I/O 口 10输出低 电平信号，第二燃气阀驱动电路3关闭，燃气阀7的第一个开关被关闭， 同时监控MCU 2中的第二 1/0 口 9输出高电平信号使主控MCU 5复位，第 一燃气阀驱动电路关闭，燃气阀7的第二个开关被关闭。实现监控MCU 2 对主控MCU 5的时钟冗余。
当监控MCU 2失效时，监控MCU 2中的第二 1/0 口 9、第三1/0 口 10 同时输出高电平或者低电平。同时输出高电平时，第二I/0口9的信号经 过反向器反向后提供复位信号使主控MCU 5复位；同时输出低电平时，第 三I/O 口 10的电平信号经过第二反向器15反向后提供高电平信号使第二 燃气阀驱动电路3关闭燃气阀7，实现了 MCU以及1/0 口控制输出的冗余。
系统的重新启动必须断电，让监控MCU2复位。当系统发生错误时， 将被保持在锁定状态，从而保证了控制系统的可靠性。
本实用新型中的监控MCU 2与主控MCU 5还可采用八位以上(如十六 位、三十二位等)的单片机。
本实用新型中的第二电源电路1还可采用集成稳压电源电路。本实用新型还可采用第一燃气阀驱动电路6的执行部件为继电器，第 二燃气阀驱动电路3的执行部件为晶体管。
本实用新型还可采用第一燃气阀驱动电路6的执行部件为晶体管，第 二燃气阈驱动电路3的执行部件为继电器。
权利要求1、一种燃气具控制器MCU冗余电路，它包括第二电源电路(1)、监控MCU(2)、第二燃气阀驱动电路(3)、第一电源电路(4)、主控MCU(5)、第一燃气阀驱动电路(6)，其特征在于第一电源电路(4)的直流输出端与主控MCU(5)中的电源端电联接，第二电源电路(1)的直流输出端与监控MCU(2)中的电源端电联接，监控MCU(2)中的第二I/O口(9)联接第一反向器(14)的输入端，第一反向器(14)的输出端与主控MCU(5)中的MCLR端(13)联接，监控MCU(2)中的第一I/O口(8)与主控MCU(5)中产生固定频率方波脉冲信号的第一I/O口(11)联接，监控MCU(2)中的第三I/O口(10)联接第二反向器(15)的输入端，第二反向器(15)的输出端与第二燃气阀驱动电路(3)联接，主控MCU(5)中的第二I/O口(12)联接第三反向器(16)的输入端，第三反向器(16)的输出端与第一燃气阀驱动电路(6)联接，第一燃气阀驱动电路(6)与第二燃气阀驱动电路(3)串联后与燃气具中燃气阀(7)电联接。
2、 根据权利要求1所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的主控MCU (5)的时钟由主控MCU (5)内部RC振荡电路产生。
3、 根据权利要求1所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的主控MCU (5)的时钟由外部晶振产生。
4、 根据权利要求1 3任一项所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其 特征在于所述的主控MCU (5)输出的固定频率方波脉冲信号由主控MCU (5) 中的第一I/0口 (11)以固定时间间隔输出高低电平的方式产生。
5、 根据权利要求1 3任一项所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其 特征在于所述的监控MCU (2)中第二 I/O 口 (9)向主控MCU (5)中的MCLR 端(13)输出的信号为复位信号。
6、 根据权利要求4所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的监控MCU (2)中第二I/0口 (9)向主控MCU (5)中的MCLR端(13)输出的信号为复位信号。
7、 根据权利要求6所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的第一燃气阀驱动电路(6)与第二燃气阀驱动电路(3)的执行部件为 继电器。
8、 根据权利要求6所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的第一燃气阀驱动电路(6)与第二燃气阀驱动电路(3)的执行部件为 晶体管。
9、 根据权利要求7所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于所 述的第二电源电路(1)为输出5V稳压直流电压的电源电路。
10、 根据权利要求7所述的燃气具控制器MCU冗余电路，其特征在于 所述的第一电源电路(4)为输出5V稳压直流电压的电源电路。
专利摘要一种燃气具控制器MCU冗余电路，主要技术特征是第一电源电路的输出端与主控MCU中的电源端电联接，第二电源电路的输出端与监控MCU中的电源端电联接，监控MCU中的第二I/O口联接第一反向器，第一反向器与主控MCU中的MCLR端联接，监控MCU中的第一I/O口与主控MCU中的第一I/O口联接，监控MCU中的第三I/O口联接第二反向器，第二反向器与第二燃气阀驱动电路联接，主控MCU中的第二I/O口联接第三反向器，第三反向器与第一燃气阀驱动电路联接，第一燃气阀驱动电路与第二燃气阀驱动电路串联后与燃气具中燃气阀电联接。具有能防止燃气具控制器失效时燃气泄漏，有效地提高燃气具的可靠性等特点。
文档编号G05B9/03GK201327573SQ200820205488
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者叶远璋, 陈必华 申请人:广东万和新电气有限公司