一种具有片选功能的监控单元的制作方法

本实用新型涉及一种电源电路，具体涉及一种用于供电模块的具有片选功能的监控单元。

背景技术：

现有技术中供电模块中的监控单元，结构简单，不能很好的与外界系统兼容，使用不便，适用范围窄。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种适用范围广、片选方便的具有片选功能的监控单元。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种具有片选功能的监控单元，其包括模拟量输入接口，用于收集模拟量数据，输送至CPU；CPU处理模拟量数据的处理，通过LCD、LED和键盘接口输出；数据/地址总线接口，设置于CPU；LAN通讯接口用于数据传输；RS232通讯接口用于数据传输；CAN通讯接口用于数据传输；

所述CPU设置有片选电路，所述片选电路包括译码器U21，与门U14，3.3V直流电源，输入管脚1A、管脚2B、管脚3C，输入端口CS_IO，输入端口RD，输入端口WE0，端口CSDO1，使能端口CSKEY_T，使能端口CSLCD_T，使能端口CSLED_T；

电路的连接关系为：译码器U21的输入管脚1A、管脚2B、管脚3C与3位片选信号端口A[0]、端口A[1]、端口A[2]相连，输入管脚6CS1与电阻R87的2端相连，电阻R87的1端与3.3V直流电源相连，输入 管脚4CS2和与门U14的Y端相连，输入管脚5CS3与输入端口CS_IO相连，与门U14的两个输入端口A、输入端口B分别和输入端口RD、输入端口WE0相连；译码器U21的输出端口Y015与键盘的使能端口CSKEY_T相连，输出端口Y114与LCD的使能端口CSLCD_T相连，输出端口Y213与LED的使能端口CSLED_T相连,输出端口Y312与端口CSDO1相连。

其中，所述CPU为ARM7芯片。

其中，所述CPU包括管脚ADIN0、管脚ADIN1、管脚ADIN2、管脚ADIN3、管脚ADIN4、管脚ADIN5、管脚ADIN6、管脚ADIN7、管脚ADIN8、管脚ADIN9、管脚ADIN10，所述管脚ADIN0、管脚ADIN1、管脚ADIN2、管脚ADIN3、管脚ADIN4、管脚ADIN5、管脚ADIN6、管脚ADIN7、管脚ADIN8、管脚ADIN9、管脚ADIN10用于模拟量数据的输入管脚。

其中，所述CPU包括管脚GIOD0、管脚GIOD1、管脚GIOD2、管脚GIOD3、管脚GIOD4、管脚GIOD5，还包括地址总线A[0]、地址总线A[1]、地址总线A[2]、地址总线A[3]、地址总线A[4]和地址总线A[5]，它们分别与管脚GIOD0、管脚GIOD1、管脚GIOD2、管脚GIOD3、管脚GIOD4、管脚GIOD5连接；

所述CPU包括管脚GIOG0、管脚GIOG1、管脚GIOG2、管脚GIOG3、管脚GIOG4、管脚GIOG5、管脚GIOG6、管脚GIOG7、管脚GIOH0、管脚GIOH1、管脚GIOH2、管脚GIOH3、管脚GIOH4、管脚GIOH5，还包括数据总线A6、数据总线A7、数据总线A8、数据总线A9、数据总线A10、数据总线A11、数据总线A12、数据总线A13、数据总线A14、数据总线A15、数据总线A16、数据总线A17、数据总线A18；

所述数据总线A6、数据总线A7、数据总线A8、数据总线A9、数 据总线A10、数据总线A11、数据总线A12、数据总线A13分别与所述管脚GIOG0、管脚GIOG1、管脚GIOG2、管脚GIOG3、管脚GIOG4、管脚GIOG5、管脚GIOG6、管脚GIOG7连接，所述管脚GIOH0、管脚GIOH1、管脚GIOH2、管脚GIOH3、管脚GIOH4分别与数据总线A14、数据总线A15、数据总线A16、数据总线A17、数据总线A18连接，管脚GIOH5空接。

其中，所述CPU设置有管脚CAN1SRX和管脚CAD1STX两个管脚，它们用于CAN通讯接口，它们分别作为接收和发送端与CAN通讯模块连接。

其中，所述CPU设置有管脚CAN2SRX和管脚CAN2STX，作为另外一组CAN通讯接口。

其中，所述CPU设置有管脚SCI2TX,管脚SCI2RX,管脚SCI2CLK；所述管脚SCI2TX,管脚SCI2RX,管脚SCI2CLK作为RS232异步串口外设管脚，分别作为发送，接收和时钟端口。

其中，所述CPU设置有管脚SPI1SIMO,管脚SPI1SIMI,管脚SPI1CLK，作为RS232同步串口外设管脚，分别作为输出、输入和时钟端口。

有益效果如下：

一种具有片选功能的监控单元，包括模拟量输入接口，用于收集模拟量数据，输送至CPU；CPU处理模拟量数据的处理，通过LCD、LED和键盘接口输出；数据/地址总线接口，设置于CPU；LAN通讯接口用于数据传输；RS232通讯接口用于数据传输；CAN通讯接口用于数据传输。

该监控单元，可根据外部信号反馈到ARM7为核心的CPU处理器中，完成数据处理，并完成可视化的显示，实现对于外部系统的监测功能。 信号流程如图所示，模拟量输入接口，接收模拟量数据，输送到CPU的最小控制单元中，CPU进行数据的详细处理，逻辑算法判断后，得到处理结果，通过LCD,LED的输出，显示说明当前系统状态，支持多种输出方式。同时，CPU也与R232，LAN，CAN等通讯接口相连接，实现数据间通讯，反馈。系统基本支持市面上所有主流通讯协议，可无缝连接其他外部系统，具有良好的延展性。CPU还预留了数据和地址总线，方便容易实现内存和外设的扩展。监控模块适用于电源监控中，实现了电源系统的智能化，是电源系统远程控制，无人值守的保障，通过各类通讯功能和外部数据的交换，实现了对系统的交直流电源的测量，监控，显示，警告和管理的功能。通过通讯功能的扩展实现了和系统其他模块间的数据交换，提高系统稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的电路框图。

图2是本实用新型的CPU的结构示意图。

图3是本实用新型的片选电路电路图。

图4是本实用新型的看门狗电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种具有片选功能的监控单元，参见图1、图2，包括模拟量输入接口，用于收集模拟量数据，输送至CPU；CPU处理模拟量数据的处理，通过LCD、LED和键盘接口输出；数据/地址总线接口，设置于CPU；LAN通讯接口用于数据传输；RS232通讯接口用于数据传输；CAN通讯接口用于数据传输；所述CPU为ARM7芯片。图1中的CPU最小系统即为本申请中的CPU。

该监控单元，可根据外部信号反馈到ARM7为核心的CPU处理器中，完成数据处理，并完成可视化的显示，实现对于外部系统的监测功能。信号流程如图1所示，模拟量输入接口，接收模拟量数据，输送到CPU的最小控制单元中，CPU进行数据的详细处理，逻辑算法判断后，得到处理结果，通过LCD、LED的输出，显示说明当前系统状态，支持多种输出方式。同时，CPU也与R232，LAN，CAN等通讯接口相连接，实现数据间通讯，反馈。系统基本支持市面上所有主流通讯协议，可无缝连接其他外部系统，具有良好的延展性。CPU还预留了数据和地址总线，方便容易实现内存和外设的扩展。监控模块适用于电源监控中，实现了电源系统的智能化，是电源系统远程控制，无人值守的保障，通过各类通讯功能和外部数据的交换，实现了对系统的交直流电源的测量，监控，显示，警告和管理的功能。通过通讯功能的扩展实现了和系统其他模块间的数据交换，提高系统稳定性。

管脚ADIN0-管脚ADIN11作为模拟量输入管脚。

端口A[0]-端口A[5]与CPU的管脚GIOD0-管脚GIOD5管脚相连，端口A[6]-端口A[18]与CPU的管脚GIOG0-管脚GIOG7,管脚GIOH0-管脚GIOH4相连，作为CPU与外部相连的预留地址总线，端口D[0]-端口D[15]与CPU的管脚GIOE0-管脚vGIOE7,管脚GIOF0-管脚GIOF7相连，作为预留的数据总线。

管脚CAN1SRX和管脚CAN1STX作为CAN通讯接口，接收和发送端与CAN通讯模块连接。

管脚CAN2SRX和管脚CAN2STX作为另外一组CAN通讯接口。

管脚SCI2TX,管脚SCI2RX,管脚SCI2CLK作为RS232异步串口外设管脚，分别作为发送，接收和时钟端口。

管脚SPI1SIMO,管脚SPI1SIMI,管脚SPI1CLK作为RS232同步串 口外设管脚，分别作为输出，输入和时钟端口。

其中，所述CPU包括管脚ADIN0、管脚ADIN1、管脚ADIN2、管脚ADIN3、管脚ADIN4、管脚ADIN5、管脚ADIN6、管脚ADIN7、管脚ADIN8、管脚ADIN9、管脚ADIN10，所述管脚ADIN0、管脚ADIN1、管脚ADIN2、管脚ADIN3、管脚ADIN4、管脚ADIN5、管脚ADIN6、管脚ADIN7、管脚ADIN8、管脚ADIN9、管脚ADIN10用于模拟量数据的输入管脚。

其中，所述CPU包括管脚GIOD0、管脚GIOD1、管脚GIOD2、管脚GIOD3、管脚GIOD4、管脚GIOD5，还包括地址总线A[0]、地址总线A[1]、地址总线A[2]、地址总线A[3]、地址总线A[4]和地址总线A[5]分别与管脚GIOD0、管脚GIOD1、管脚GIOD2、管脚GIOD3、管脚GIOD4、管脚GIOD5连接。

所述CPU包括管脚GIOG0、管脚GIOG1、管脚GIOG2、管脚GIOG3、管脚GIOG4、管脚GIOG5、管脚GIOG6、管脚GIOG7，管脚GIOH0，管脚GIOH1，管脚GIOH2，管脚GIOH3，管脚GIOH4，管脚GIOH5，还包括数据总线A6、数据总线A7、数据总线A8、数据总线A9、数据总线A10、数据总线A11、数据总线A12、数据总线A13、数据总线A14、数据总线A15、数据总线A16、数据总线A17、数据总线A18，所述数据总线A6、数据总线A7、数据总线A8、数据总线A9、数据总线A10、数据总线A11、数据总线A12、数据总线A13分别与所述管脚GIOG0、管脚GIOG1、管脚GIOG2、管脚GIOG3、管脚GIOG4、管脚GIOG5、管脚GIOG6、管脚GIOG7连接，所述管脚GIOH0，管脚GIOH1，管脚GIOH2，管脚GIOH3，管脚GIOH4分别与数据总线A14、数据总线A15、数据总线A16、数据总线A17、数据总线A18连接，管脚GIOH5空接。

其中，所述CPU设置有管脚CAN1SRX和管脚CAD1STX两个管脚， 用于CAN通讯接口，接收和发送端与CAN通讯模块连接。

其中，所述CPU设置有管脚CAN2SRX和管脚CAN2STX，作为另外一组CAN通讯接口。

其中，所述CPU设置有管脚SCI2TX,管脚SCI2RX,管脚SCI2CLK，所述管脚SCI2TX,管脚SCI2RX,管脚SCI2CLK作为RS232异步串口外设管脚，分别作为发送，接收和时钟端口。

其中，所述CPU设置有管脚SPI1SIMO,管脚SPI1SIMI,管脚SPI1CLK，作为RS232同步串口外设管脚，分别作为输出，输入和时钟端口。

CPU还设置有片选电路和看门狗电路，如图3所示，一种片选电路，采用线选法来进行芯片选择。该电路包括译码器U21，与门U14，3.3V直流电源，输入管脚1A、管脚2B、管脚3C，输入端口CS_IO，输入端口RD，输入端口WE0，端口CSDO1，使能端口CSKEY_T，使能端口CSLCD_T，使能端口CSLED_T。电路的连接关系为：译码器U21的输入管脚1A、管脚2B、管脚3C与3位片选信号端口A[0],端口A[1],端口A[2]相连，输入管脚6CS1与电阻R87的2端相连，电阻R87的1端与3.3V直流电源相连，输入管脚4CS2和与门U14的Y端相连，输入管脚5CS3与输入端口CS_IO相连，与门U14的两个输入端口A、B分别和输入端口RD、输入端口WE0相连；译码器U21的输出端口Y015与键盘的使能端口CSKEY_T相连，输出端口Y114与LCD的使能端口CSLCD_T相连，输出端口Y213与LED的使能端口CSLED_T相连,输出端口Y312与端口CSDO1相连。

CPU上拓展了很多个芯片，共享同一总线时，系统需要有一个信号来区别总线上的数据和地址应该由哪个芯片进行下一步的信息处理，该选择信号也叫做片选信号，电路原理：如图2所示的电路，采用的 是线选法，就是用除片内寻址外的高位地址线直接分别接至各个存储芯片的片选端，当某地址线信息为0时，就选中与之对应的存储芯片。这些片选地址线每次寻址时只能有一位有效，不允许同时有多位有效，这样才能保证每次只选中一个芯片。该译码电路的核心是一块译码器如图3所示U21。端口A[0],端口A[1],端口A[2]作为3位片选信号的高位地址输入，输出管脚0,管脚1,管脚2分别连接着键盘,LCD,LED,低电平作为使能信号，因此输出管脚都先将信号作非后，再输出。该片选电路简单易实现，能够兼容本实用新型多个CPU的组合使用。

如图4所示，一种看门狗电路，用来实时检测CPU的运行状态，预防整个系统陷入停滞状态。该电路包括：计时芯片U2，3.3V直流电源，接地端GND，电阻R75、电阻R70、电阻R65,电容C48,两个倒向放大器U4，复位管脚RST_LAN，复位管脚RST。电路的连接关系为：计时芯片U2，电源管脚VCC与3.3V直流电源相连，接地管脚GND与接地端GND相连，输出管脚RESET与电阻R75的1端相连，电阻R75的2端与接地端GND相连，同时输出管脚RESET与两个串联的倒向放大器U4相连，两个串联的倒向放大器U4的输出端分别与电阻R70的1端和电阻R65的1端相连，电阻R70的2端作为复位信号输入到单片机的LAN通讯复位管脚RST_LAN,电阻R65的2端作为复位信号输入到单片机的复位管脚RST，且电阻R65的2端连接了稳压电容C48的1端，电容C48的2端与接地端GND相连。

在单片机为核心的计算机系统中,单片机的工作常常会受到外界电磁场的干扰或者由于程序编写本身带有缺陷,造成程序无法正常运行,而陷入死循环,程序的运行被打断,所控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果。因此出于对单片 机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称"看门狗"。使用看门狗电路后,单片机可以在无人状态下实现连续工作。

其工作原理:看门狗的核心芯片是一个计时器，看门狗计时器芯片和单片机的一个I/O引脚相连，该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平)，如果程序运行正常，过一段时间后CPU会发出让计时器复位的指令，计时器则开始重新倒计数。通常是从一个较大的数开始倒数计时，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞而陷入某一程序段不进入死循环状态时，计时器一直递减直到为0都没有收到复位信号，就默认系统没有在正常工作状态，强制对整个系统复位，即在看门狗和单片机相连的复位引脚上送出一个复位信号，使单片机复位，即程序从程序存储的起始位置重新开始执行，进而实现了自动复位的功能。

如图4所示U2是核心计时芯片，其输出管脚RESET作为单片机的复位信号输出端，相连了两个反向器U4，串联电阻R70后作为复位信号输入到单片机的LAN通讯的复位输入管脚，另外并联一个电阻R55作为复位信号输入到单片机的复位输入管脚，实现复位功能。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。