[实用新型]一种硬件看门狗安全置位电路

说明书

本实用新型公开了一种硬件看门狗安全置位电路，包括依次连接的带通滤波器，延迟比较器和逻辑置位电路，其中带通滤波器的输入端连接MCU的频率输出端口，带通滤波器的输出端连接延迟比较器，延迟比较器的输出端连接逻辑置位电路的一个输入端，逻辑置位电路的另一个输入端连接MCU的控制信号输出端口。本实用新型相比现有技术具有以下优点：一旦检测到处理器MCU失效，可以强制将敏感的需要保护的IO口状态设置为安全状态。相比于只有在硬件系统正常工作状态下，进行复位操作的系统，其安全性能大大提高。同时，相比于软件看门狗，硬件看门狗安全置位电路的安全性能更高，稳定性更好。

技术领域

本实用新型涉及一种具有保护电路的控制电路，具体是指一种基于逻辑门保护电路。

背景技术

现有的控制系统绝大部分由MCU、DSP、FPGA等芯片控制，芯片作为电子产品异常时会失效。有些应用场合芯片失效会导致设备不能正常工作，不会危害产品性能或产生人身危害，但有时芯片失效会产生重大安全问题，比如BMS控制输入输出，充电输入控制失效可能导致电池充爆，控制输出失效可能导致电池组过放报废。电梯控制系统失效，就有可能发生人身安全事故。

针对MCU失效问题现在也有很多处理方法，比如增加软件看门狗，防止软件跑飞；增加硬件看门狗，对MCU进行外部复位。这些措施都是基于控制系统模块硬件还可以工作的情况处理的，复位后控制系统仍可以工作。假设MCU硬件已经不能工作(比如晶振失效)，软件看门狗不再起作用，硬件看门狗复位外部电路也无效了，此时处理器的IO口处于不确定状态，被控制量也就处于不确定状态，某些状态可能导致危险产生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种硬件看门狗安全置位电路，一旦检测到MCU失效，强制将敏感的需要保护的IO口输出的控制信号设置为安全状态。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种硬件看门狗安全置位电路，包括依次连接的带通滤波器，延迟比较器和逻辑置位电路，其中带通滤波器的输入端连接MCU的频率输出端口，带通滤波器的输出端连接延迟比较器，延迟比较器的输出端连接逻辑置位电路的一个输入端，逻辑置位电路的另一个输入端连接MCU的控制信号输出端口。

作为优化的技术方案，带通滤波器：来抓取MCU固定翻转的波形，将信号频率转变成对应的信号电压；延迟比较器：将带通滤波器输出的电压信号转换成对应高低电平指示MCU工作状态；逻辑置位电路：根据MCU工作状态判断是需要正常输出IO电平还是需要置位安全电平。

作为优化的技术方案，所述带通滤波器包括电阻R1、电容C1、C2、二极管D1、D2、电容C3、电阻R2、R3，其中电阻R1的一端连接MCU的频率输出端口，作为带通滤波器的输入端口，电阻R1的另一端记为A点，分别连接电容C1和C2的第一端，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端记为B点，分别连接二极管D1的阴极和二极管D2的阳极，二极管D1的阳极接地，二极管D2的阴极记为C点，分别连接电容C3的一端和电阻R2的一端，电容C3的另一端接地，电阻R2的另一端和电阻R3连接，连接点记为D点，电阻R3的另一端接地，D点连接到延迟比较电路。

作为优化的技术方案，电阻R1、电容C1构成低通滤波器，设其截止频率为F3，电容C2、二极管D1构成一个高通滤波器，设其截止频率为F4，其中频率关系为F3>F4，二极管D2、电容C3、电阻R2、R3构成一个整流平波电路。

作为优化的技术方案，所述延迟比较器包括电阻R4、R5、比较器U1B，所述带通滤波器的输出端连接到比较器U1B的反向输入端，比较器U1B的同向输入端通过电阻R4连接参考电压VREF，比较器U1B的同向输入端和输出端之间通过电阻R5连接，比较器U1B的输出端连接到逻辑置位电路。

作为优化的技术方案，将延迟比较器参考电压对应的输入信号频率设为F0，F4<F0<F3。