[发明专利]外围电路控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路控制装置及其控制方法，具体的说，涉及了一种外围电路控制装置及其控制方法。

背景技术

目前，各行各业的仪器仪表，种类繁多，给人们的生产、生活带来了极大的方便；为了实现越来越复杂的功能，在设计仪器仪表电路时，大都采用单片机来作为整个电路的核心，传感器采集电路作为前级电路把现场物理量变成电信号送入单片机，由单片机运算后，根据运算结果输出相应信号来驱动报警灯或喇叭或继电器或其它外围电路等，以达到报警或自动控制的目的。

以气体探测器为例，当气体探测器监测到现场某种待测气体浓度没有达到预设的报警值时，气体探测器不会发出声或光报警，只有检测到现场某种待测气体浓度达到或超过预设的报警值时，才会发出声或光报警，以提醒现场人员，及时做出相应措施，以保障人身安全。如果现场某种待测气体发生泄露，且已达到危及人身安全的最小浓度，而这时，单片机自身出现死机或晶振损坏，致使单片机内部预置的程序不再执行时，单片机各I/O口电平处于未知状态，则探测器完全有可能不发出声或光报警，而现场人员一般会认为，只要探测器没有发出相关报警信号，则说明现场没有待测气体泄露，也就不会及时采取应急措施，从而导致潜在的人身伤亡事故。

可见，探测器必须具有单片机相关电路故障检测报警功能，即当单片机自身死机或因晶振停振导致单片机停止运行时，相应故障检测电路应能被触发，从而输出故障报警信号，比如，当检测到上述故障后，故障检测电路触发声报警，以提醒现场人员，这时，现场人员意识到探测器出现故障已不能正常检测现场的某种气体泄露，从而及时采取处理措施。

目前，一些生产厂家已意识到了这个问题，他们在产品中加了一个被称为呼吸灯的功能，即专门用一颗发光二极管用于指示，只要单片机开始工作，就始终控制该发光二极管以一定频率忽明忽暗，当人看到该灯忽明忽暗时，即可知道单片机自身工作正常，当该灯不再忽明忽暗时，即可知道单片机自身已停止工作，这时，须采取处理措施；但是，这种呼吸灯有如下缺点：呼吸灯所采用的发光二极管一般个头较小，亮度也较低，不易引起人们注意，且要想知道其工作正常与否，得经常的去看该呼吸灯是否在闪烁，影响正常工作，再则，若探测器安装在高处，则有可能看不到该呼吸灯。

另外，在某些需要高可靠性的工业控制领域内，既使单片机出现死机后，也不允许单片机控制某些关键外围电路的I/O口的电平未知，而是希望当单片机死机后，该I/O口电平也必须处在一个人们希望的固定的低电平或高电平上；比如，假设某装置有点火电路，该点火电路由单片机的某个I/O口来控制，当单片机程序接收到正常的点火指令后，该I/O口输出高电平时，即驱动外围电路自动点火，如果单片机死机后，则该I/O口的电平未知，若这时正好是高电平，则会导致意外点火；所以，当单片机程序没有接收到正常的点火指令时，既使单片机死机，也不能使该I/O口输出高电平；换言之，不管在什么情况下，该I/O口输出低电平，都不会带来严重后果，从而大大提高安全系数。

现有技术中，一般都是用单片机的I/O口输出高电平或低电平去直接控制外围电路，当单片机死机后，该I/O口电平未知，则外围电路的工作状态也处于未知状态；以一个喇叭驱动电路为例来加以说明，单片机I/O口输出电平信号经过电阻R1后，控制三极管Q1的基极，当该I/O口输出低电平时，三极管Q1截止，则喇叭B0不响；当该I/O口输出高电平时，三极管Q1导通，则喇叭B0响；当单片机死机后，该I/O口的电平未知，则喇叭B0是响还是不响也是未知的。若此时：1、单片机死机后该I/O口输出低电平，而现场此时正好有待测气体泄露且达到危及人身安全的最小浓度时，就会因为喇叭B0不响，导致现场人员不能及时警觉，而发生潜在人身伤亡事故；若现场泄露的是无色无味的剧毒气体，则后果更是不堪设想；虽然现场的探测器一般都会连接至总控室的总控制器上，当探测器出现上述故障后，在总控制器上一般会有故障提示，但总控室的工作人员查看到总控制器上的报警信息后，再查找故障探测器的位置信息，然后再通知到现场，总会有时间上的延时，而有些毒气不但具有极强的杀伤性，而且无色无味，人一旦吸入，在很短的时间内，就会造成窒息、晕獗等危险；近几年，作业场所毒气泄露致人伤亡事件屡有报道。2、单片机死机后，该I/O口输出高电平，若该I/O口控制的是一个上文所述的点火电路，则此时，就会意外点火，导致危险发生。

类似的电路还有报警灯、继电器的驱动电路等等，其控制原理和存在的问题与前述的喇叭驱动电路一样；一般来说，以单片机I/O口输出电平信号来直接控制外围电路的这类控制电路，都存在上述的问题。