[发明专利]一种微处理器死机、程序跑飞故障的保护电路及实现方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种保护电路，具体涉及一种用于微处理器死机、程序跑飞故障下对外部执行电路的保护电路及其实现方式。

背景技术

工业自动化电子设备目前已广泛用于人民生产过程，大大的提高了劳动生产效率，创造了不可估量的经济效益。

但是在恶劣的电磁干扰环境场合，工业自动化电子设备中的微处理器可能出现死机和程序跑飞等异常现象，此时微处理器控制外部执行电路的工作状态是不可预计的，可能造成严重的人民财产和生命损失。 

目前常用的技术是使用微处理器内部或在微处理器外部增加看门狗电路监控微处理器内部程序执行状态。理论上在微处理器出现死机和程序跑飞等异常现象后，看门狗电路可以强制微处理器进行复位操作，以恢复微处理器正常工作。但是此技术最大的缺点在于，当程序执行周期较长时，看门狗监控的周期也随之加长，在出现异常情况到看门狗发现并执行复位操作这段时间内，微处理器控制外部执行电路的工作状态依然是不可预计的。而随着科技的不断发展，人们对于工业自动化电子设备的要求也越来越高，微处理器内部的程序也越来越复杂，使得上述问题越发需要引起关注。

因此有必要引入一种微处理器死机、程序跑飞故障的保护电路装置及其实现方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决工业自动化电子设备在恶劣的电磁干扰场合出现微处理器死机、程序跑飞的异常现象，而造成外部执行电路失控的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种微处理器死机、程序跑飞故障的保护电路，该保护电路设于微处理器模块和外部执行电路之间，包括硬件保护单元和三态缓冲器信号处理单元；

硬件保护单元的输入端与微处理器模块相连，输出端与三态缓冲器信号处理单元的使能端相连；

三态缓冲器信号处理单元的输入端与微处理器模块相连，输出端与外部执行电路相连；

当微处理器模块出现死机或程序跑飞故障时，三态缓冲器信号处理单元向外部执行电路输出高阻态驱动信号。

对本发明的进一步改进在于：当微处理器模块出现死机或程序跑飞故障时，硬件保护单元接收微处理器模块输出的状态信号后向三态缓冲器信号处理单元发出高电平使能信号。

其中，硬件保护单元中，电阻R7的一端连接至所述微处理器模块，该端同时连接电阻R9的一端，电阻R7的另一端与电容C2的一端相连，电阻R9的另一端与二极管D2的阳极相连且接地，电容C2的另一端与二极管D1的阳极、二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极与电阻R8的一端、电容C3的一端相连，二极管D1的阴极与电阻R8的另一端、电容C3的另一端、比较器U1的同相端相连，比较器U1的反相端与电阻R1的一端、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端接电源，电阻R2的另一端接地，比较器U1的输出端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与电阻R3、PNP型三级管Q1的基极相连，电阻R3的另一端、三极管Q1的发射极与电源相连，三极管Q1的集电极与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端与三态缓冲器信号处理单元、电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地，电阻R6的另一端接地。

三态缓冲器信号处理单元包含三态缓冲器电路。

本发明还提供了上述保护电路的实现方法，包括以下步骤：

步骤一，微处理器模块将微处理器模块内部程序的工作状态信号和微处理器模块控制信号分别输入至硬件保护单元和三态缓冲器信号处理单元；

步骤二，硬件保护单元将状态信号转换为使能信号，发送给三态缓冲器信号处理单元；

步骤三，三态缓冲器信号处理单元根据接收的控制信号和使能信号，输出对应的驱动信号给外部执行电路。

其中，上述状态信号为高低占空比电平信号、高电平信号、低电平信号或高阻态，根据微处理器模块内部程序指令控制其I/O口输出。

使能信号为高电平信号或低电平信号。

控制信号为高低占空比电平信号、高电平信号、低电平信号或高阻态。

驱动信号为高低占空比电平信号、高电平信号、低电平信号或高阻态。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提高了微处理器死机、程序跑飞保护的响应速度，进而大大降低了工业变频电机驱动器设备及相关工业自动化设备的异常工作状态和损坏风险；

2、本发明所述装置结构简单、效果明显、可靠性高，在工业自动化设备电子设备之外的电路设计中，都可以灵活运用，实现其保护效果。

附图说明

图1为本发明保护电路的结构框图；