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在工業(yè)控制中常使用MCS-51系列單片機，為了防止程序跑飛往往外接一個看門狗電路。看門狗電路可完成加電復(fù)位和死機復(fù)位兩種功能。成品的看門狗集成電路如MAX813L等價格一般都較高。現(xiàn)介紹一種由通用數(shù)字電路CD4011組成的廉價的看門狗電路。

上圖是由與非門CD4011組成的看門狗電路，圖2為有關(guān)引腳波形圖。由上圖可以看出，在不考慮1腳的喂狗信號的情況下，三個與非門A、B、C、串接成一個環(huán)路。由于VD1、R2、C2、和R3、C3兩組延時電路的作用，它們將組成一個振蕩器。平時與非門A的2腳為高電平(見后面喂狗信號引起VDI、R2、C2充放電的說明)，10時刻的喂狗信號(高電平至低電平的跳變)經(jīng)R1、C1微分后送到1腳，其輸出3腳變?yōu)楦唠娖剑?jīng)VDI給C2充電，C2很快充滿至5V。與非門B的輸入端5腳和6腳為高電平，輸出端4腳為低電平。在喂狗脈沖沿過去后的t1時刻，1腳恢復(fù)為高電平，3腳變?yōu)榈碗娖剑摰碗娖浇?jīng)R2給C2放電，放電速度遠遠慢于充電速度。當(dāng)C2電壓由5V降到約為2.5V時與非門B的4腳將由低電平變?yōu)楦唠娖健Ｕ９ぷ鲿r在4腳變?yōu)楦唠娖街坝钟行碌奈构沸盘柕絹恚?腳又變?yōu)楦唠娖剑珻2又迅速充滿到5V。因此4腳一直保持為低電平，與非門C的10腳則一直保持為高電平。一旦喂狗信號丟失，4腳將在延時一段時間(t2-t0‘)后的12時刻變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖郊礊镃PU復(fù)位。

該高電平還經(jīng)R3、C3延時，使與非門C的輸入端8腳和9腳在t3時刻變?yōu)楦唠娖剑敵龆?0腳變?yōu)榈碗娖健＝又?腳為低電平，3腳為高電平，C2迅速充電。在14時刻C2電壓超過2.5V，5腳和6腳變?yōu)楦唠娖剑?腳變?yōu)榈碗娖健3放電，經(jīng)R3、C3延時，在t5時刻8腳變?yōu)榈碗娖剑?0腳恢復(fù)為高電平，3腳恢復(fù)為低電平。這樣，在沒有喂狗信號時4腳將輸出周期l00ms、寬度約5ms的正極性脈沖串復(fù)位信號。復(fù)位信號的寬度決定于R3、C3，周期決定于R2、C2，與非門C的10腳將輸出負極性脈沖串復(fù)位信號。在上電瞬間由于C2和C3的初始電壓都為零，5腳、6腳、8腳和9腳都為低電平，4腳則為高電平為CPU復(fù)位。大約5ms之后8腳和9腳變?yōu)楦唠娖剑又?0腳變?yōu)榈碗娖剑?腳高電平，C2迅速充滿，4腳變?yōu)榈碗娖剑?jīng)R3、C3延時10腳再恢復(fù)為高電平，上電復(fù)位過程結(jié)束。該電路在多種MCS-51系列單片機中使用效果良好。為了驗證該電路的可靠性，可在通電情況下將IC1的1腳對地短路，即停止喂狗信號，用示波器測量4腳和10腳的波形，即可看到如下圖所示的復(fù)位信號波形。

目前CD4011市場價約為0.6元，lN4148為0.05元，電容為0.04元，電阻為0.01元。該看門狗電路元件成本不足0.9元。看門狗集成電路MAX813L市場價約為6元，SP706S約為5元。顯然該電路的成本遠低于單片看門狗集成電路。CD4011多余的一個與非門還可以作為它用。

上圖是一個電視選臺器的實物。該電視選臺器內(nèi)有開關(guān)電源、射頻放大器、頻率合成一體化電視調(diào)諧器和控制電路等。控制電路的CPU選用AT89C2O5l、存儲器AT24CO2、信號檢測使用LM567。看門狗電路使用的即是前面介紹的由CD4011組成的電路。

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看門狗電路電路圖及工作原理

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