本实用新型涉及电子电力技术领域，具体涉及一种解决单片机上电过程中输出不确定性的电路。
背景技术：
船舶设备检测系统中，通过传感器采集船用设备的温度设定门限来触发单片机的供电开关按钮，然后单片机通过定时输出船用设备的控制信号，由于单片机在上电过程中控制信号的输出存在不确定性，这样会导致船用设备不受控，以至早成设备损坏等安全隐患，现有的用于解决单片机上电过程中输出不确定性的电路如图1所示，由于仅采用一个三极管，且不存在其他条件控制元件，单片机的输出直接控制三级管的导通，在实际应用依然存在输出不确定的问题，因此有必要对当前的控制电路提出一种改造型电路。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种单片机上电过程输出稳定电路，能够避免单片机的输出控制信号失控带来船用设备的损坏，提高船用设备监控系统的可靠性。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种单片机上电过程输出稳定电路，包括单片机U1，电容C1，二极管D1、D2，三极管Q1、Q2、Q3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，开关S1；
开关S1的前级连接直流输入VCC，S1的后端和三极管Q1的C极之间连接电阻R1，三极管Q1的B极连接二极管D1的负极，三极管Q1的E极连接输出Vout，Vout和直流输入的GND之间连接R5，二极管D1的正极接三极管Q2的C极，三极管Q2的E极接直流输入的GND，三极管Q2的B极和电容C1 之间接电阻R2，电阻R2和开关S1的后端之间接电容C1，电容C1和电阻R2 之间接二极管D2的负极，二极管D2的正极接直流输入的GND，二极管D1 的正极和开关S1的后端之间接电阻R3，二极管D1的正极和电阻R3之间接三极管Q2的C极及三极管Q3的C极，三极管Q3的E极接直流输入的GND，三极管Q3的B极接单片机U1的控制信号输出端，三极管Q3的B极和开关 S1后端之间接电阻R4。
本实用新型在之前的电路基础上，增加了三极管Q1、R1、D1、Q2、C1、 R2、D2，单片机以STM32F101C8T6为例，在开关S1闭合时，单片机U1进行上电，单片机U1的上电到正常工作这个过程需要100ms，由于单片机U1的 32脚输出是低有效，上电过程中不管单片机U1的32脚输出状态是否确定(正常情况下应该是高电平)，由于三极管Q2的存在，在这个上电过程中会先给电容C1充电，充电过程三极管Q2就会导通，此时二极管D1的正极电平是低电平，故三极管Q1不导通，输出端Vout没有输出，当C1充电到电压达到(VCC-0.7)V时，则三极管Q2就截止，电容充电时间为660ms，大于单片机U1的上电复位时间100ms，这就充分说明了当三极管Q2截止时，单片机U1的32脚输出为高电平，三极管Q3导通，这样二极管D1的正极还是低电平，三极管Q1截止，输出端Vout没有输出。只有当单片机U1的32脚输出低电平时，三极管Q3和Q2都截止，二极管D1的正极为高电平，三极管 Q1导通，输出端Vout输出为高电平，输出有效。
本实用新型的有益效果在于，在之前的电路上，增加了三极管Q1、R1、 D1、Q2、C1、R2、D2。通过对电容的充电，确保上电过程中三极管Q2是导通的，二极管D1的正极是低电平，三极管Q1是截止状态，输出端Vout为低电平，同时电容C1充电时间大于单片机上电复位时间，保证在单片机U1 正常工作之后I/O口有效控制输出信号。该改进型电路可以确保检测系统避免因单片机上电过程造成I/O口输出信号的不确定性，有效控制输出信号，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为改进前的原理图。
图2为本实用新型一种单片机上电过程输出稳定电路的原理图。
图3为本实用新型Q2导通的暂态电路图。
图4为本实用新型Q3导通的暂态电路。
图5为本实用新型Q1导通的暂态电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如附图2所示，本实用新型提供了一种单片机上电过程输出稳定电路。该电路包括单片机U1(STM32F101C8T6)，电容C1，二极管D1、D2，三极管 Q1、Q2、Q3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，开关S1。
开关S1的前级连接直流输入VCC，S1的后端和三极管Q1的C极之间连接电阻R1，三极管Q1的B极连接二极管D1的负极，三极管Q1的E极连接输出Vout，Vout和直流输入的GND之间连接R5，二极管D1的正极接三极管 Q2的C极。三极管Q2的E极接直流输入的GND，三极管Q2的B极和电容C1 之间接电阻R2，电阻R2和开关之间接直流输入的GND,电容C1和电阻R2 之间接二极管D2的负极，二极管D2的正极接直流输入的GND，二极管D1 的正极和开关S1的后端之间接电阻R3，二极管D1的正极和电阻R3之间接三极管Q2的C极及三极管Q3的C极，三极管Q3的E极接直流输入的GND，三极管Q3的B极接单片机U1的32脚，三极管Q3的B极和开关S1后端之间接电阻R4。
本实用新型在之前的电路基础上，增加了三极管Q1、R1、D1、Q2、C1、 R2、D2，在开关S1闭合时，单片机U1进行上电，单片机U1的上电到正常工作这个过程需要100ms，由于单片机U1的32脚输出是低有效，上电过程中不管单片机U1的32脚输出状态是否确定(正常情况下应该是高电平)，由于三极管Q2的存在，在这个上电过程中会先给电容C1充电，充电过程三极管Q2就会导通，此时二极管D1的正极电平是低电平，故三极管Q1不导通，输出端Vout没有输出，当C1充电到电压达到(VCC-0.7)V时，则三极管Q2就截止，电容充电时间为660ms，大于单片机U1的上电复位时间100ms，这就充分说明了当三极管Q2截止时，单片机U1的32脚输出为高电平，三极管Q3导通，这样二极管D1的正极还是低电平，三极管Q1截止，输出端 Vout没有输出。只有当单片机U1的32脚输出低电平时，三极管Q3和Q2 都截止，二极管D1的正极为高电平，三极管Q1导通，输出端Vout输出为高电平，输出有效。
所有三极管的B极均作为触发端，接收触发信号导通或关断三极管。
其工作过程如下：
(1)三极管Q2导通期间
开关S1闭合，电容C1进行充电过程中，三极管Q2一直处于导通状态，导通时间为4R_2C_1；三极管Q1一直处于关断状态，三极管Q3状态不确定 (单片机没有回复正常工作之前)。工作过程见图3电路，电流路径为C1 →R2→Q1→GND此阶段，避免电路的电流流通路径：R1→Q2→R5→GND；
(2)三极管Q2关断期间
当电容C1充满电之后，三极管Q2处于关断状态后，这个时候单片机已经恢复正常工作，且三极管Q3处于导通状态，见图4电路，其电流流通路径为R3→Q3→GND。
(3)三极管Q1导通期间
单片机U1的32脚输出低电平，三极管Q3处于截止状态，同时三极管 Q2也是处于截止状态，则二极管D1的正极为高电平，三极管Q1处于导通状态，工作过程见5电路，电流路径为：R1→Q1→R5→GND。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。