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。