一种无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置。


背景技术：

2.在电子技术领域，随着自动化程度的不断提升，以单片机、嵌入式系统、dsp、fpga等微控制器为核心的嵌入式系统设备得到越来越广泛的应用。微控制器在为硬件设备带来功能升级的同时，也会带来死机之类的可靠性风险。为最大程度地降低死机风险，一般会在微控制器外围电路中增设“看门狗”之类的电路，可在微控制器发生死机时，输出复位信号，对微控制器进行一次被动式的复位。此类复位在系统不断电的情况下进行，无法达到全面彻底地清理系统垃圾的效果，随着持续工作时间的增长，系统垃圾累积得越来越多，导致卡顿甚至系统奔溃，最后还得采用人工干预通过硬件复位的方式来解决，使无人值守功能得不到真正的体现。与此同时，芯片之间的同步性也难以得到保证，对于多核系统而言尤其如此，同样会造成卡顿甚至系统奔溃的可靠性风险。为切实提升复位效果，采用主动短暂断电并在延时一定时间后再上电的硬件复位方式是有效解决复位不彻底问题的技术发展方向。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置，包括电源开关s1和继电器rly1，所述继电器rly1为单刀双掷双线圈磁保持继电器，所述电源开关s1的输出端与继电器rly1触点的公共端连接，所述继电器rly1触点的第一输出端与其第一线圈c1的一端和置位控制电路分别连接，所述置位控制电路与继电器rly1的第一线圈c1的另一端连接，所述继电器rly1的第二输出端与其第二线圈c2的一端和供电线路分别连接，所述继电器rly1的第二线圈c2的另一端与复位控制电路连接，所述复位控制电路与控制器连接，所述控制器连接有时钟芯片。
5.进一步的，所述置位电路包括一端与继电器rly1触点的第一输出端连接的电阻r2和电阻r1，所述电阻r2的另一端与电阻r4的一端和电容e1的正极端分别连接，所述电阻r4的另一端与电阻r5和电阻r6的一端分别连接，所述电阻r5的另一端与三极管t2的基极连接，所述三极管t2为npn型，所述电容e1的负极端、电阻r6的另一端和三极管t2的发射极均接地，所述电阻r1的另一端与三极管t2的集电极和电阻r3的一端分别连接，所述电阻r3的另一端与三极管t1的基极连接，所述三极管t1为pnp型，其发射极与所述第一线圈c1的另一端连接，所述三极管t1的集电极接地。
6.进一步的，所述复位控制电路包括一端与控制器连接的电阻r8，所述电阻r8的另一端与电阻r7和电阻r9的一端分别连接，所述电阻r7的另一端与三极管t3的基极连接，所述三极管t3的集电极与所述第二线圈c2的另一端连接，且其发射极和电阻r9的另一端均接
地。
7.进一步的，所述第一线圈c1和第二线圈c2分别反向并联有二极管d1和二极管d2。
8.进一步的，所述控制器为单片机。
9.进一步的，所述时钟芯片的型号为ds1302。
10.有益效果：本发明通过置位控制电路和复位控制电路来控制单刀双掷双线圈磁保持继电器工作，在满足上电复位功能的前提下，实现了自动复位的功能，在上电复位时，无论继电器的触点处于何种连接位置，在置位控制电路的作用下均可正常向嵌入式系统的硬件供电，在系统正常工作过程中，复位控制电路由处理器和时钟芯片定时控制工作，并由复位控制电路和置位控制电路配合完成自动复位操作，工作可靠。
附图说明
11.图1是无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
13.如图1所示，本发明实施例提供了一种无人值守嵌入式系统的定时硬件复位装置，包括电源开关s1，电源开关s1的输出端与继电器rly1连接。具体的，继电器rly1为单刀双掷双线圈磁保持继电器，其具有两个线圈和单刀双掷开关触点，两个线圈分别为第一线圈c1和第二线圈c2，单刀双掷开关触点包括触点的公共端(管脚1)、触点的第一输出端(管脚3)和触点的第二输出端(管脚2)。电源开关s1的输出端与继电器rly1触点的公共端连接，继电器rly1触点的第一输出端与其第一线圈c1的一端和置位控制电路分别连接，置位控制电路与继电器rly1的第一线圈c1的另一端连接，继电器rly1的第二输出端与其第二线圈c2的一端和供电线路分别连接，供电线路即用来向嵌入式系统的硬件供电，继电器rly1的第二线圈c2的另一端与复位控制电路连接，复位控制电路与控制器1连接，控制器1优选采用单片机，如msp430fxx系列的单片机。控制器1连接有时钟芯片2，时钟芯片2的型号优选为ds1302。需要说明的是，控制器1和时钟芯片2工作所需的电源为单独提供。
14.本发明实施例的置位电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6，三极管t1、三极管t2、和电容e1。其中，电阻r2和电阻r1均与继电器rly1触点的第一输出端连接，电阻r2的另一端与电阻r4的一端和电容e1的正极端分别连接，电阻r4的另一端与电阻r5和电阻r6的一端分别连接，电阻r5的另一端与三极管t2的基极连接，三极管t2为npn型，电容e1的负极端、电阻r6的另一端和三极管t2的发射极均接地。电阻r1的另一端与三极管t2的集电极和电阻r3的一端分别连接，电阻r3的另一端与三极管t1的基极连接，三极管t1为pnp型，三极管t1的发射极与继电器rly1的第一线圈c1的另一端连接，三极管t1的集电极接地。
15.本发明实施例的复位控制电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9和三极管t3等，其中，电阻r8的一端与控制器1连接，电阻r8的另一端与电阻r7和电阻r9的一端分别连接，电阻r7的另一端与三极管t3的基极连接，三极管t3的集电极与继电器rly1的第二线圈c2的另一端连接，三极管t3的发射极和电阻r9的另一端均接地。
16.在继电器rly1的第一线圈c1的两端还反向并联有二极管d1，在继电器rly1的第二线圈c2的两端还反向并联有二极管d2。
17.工作原理：本发明支持上电复位和定时复位功能，在上电复位时，控制电源开关s1断开后再闭合，如果此时继电器rly1的触点为公共端与第一输出端子连接，电源电压v1通过电阻r2给电容e1充电，当电容e1上的电压u
e1
上升至一定数值(可根据复位时长要求，通过r4、r6的阻值关系进行调节)，当电阻r4与电阻r6之间的电压大于npn型三极管t2的基极导通电压(一般0.6-0.8v区间)时，t2导通，使得集电极与发射极之间因饱和效应短路，因此u2与“gnd”短路，此时三极管t1导通，在第一线圈c1的两端(管脚1-2和管脚1-1)之间形成幅值为v1的电压差，第一线圈c1因此产生由管脚1-2流向管脚1-1的电流，在电流作用下产生电磁力，使继电器rly1的触点为公共端与第二输出端子连接，从而将电源电压v1通过供电线路供给给嵌入式系统的硬件，继电器rly1的第二输出端子的电压变成0，第一线圈c1上残余电流通过二极管d1实现续流释放。如在闭合电源开关s1时，继电器rly1的触点为公共端与第二输出端子连接，则直接向嵌入式系统的硬件供电。
18.通过控制器1可设置复位时刻，推荐在系统任务相对不繁忙的时段，如00:00：00(零点零分零秒)，选择24小时制，这样可按每天一次的方式进行定时复位。在工作过程中，巡检时钟芯片2的时间数据，当检测到定时复位时刻已到，控制器2输出一个高电平脉冲触发信号，触发三极管t3的导通，使得第二线圈c2的另一端接地，第二线圈c2的两端(管脚2-1和管脚2-2)之间形成幅值为v2的电压差，第二线圈c2因此产生由管脚2-1流向管脚2-2的电流，在电流作用下产生电磁力，使继电器rly1的触点切换为公共端与第一输出端子连接。控制器2输出的高电平脉冲触发信号的持续时间可以根据需要进行设定，在继电器rly1的触点切换后，即可停止输出高电平信号，在达到设定的复位时间间隔后，继电器rly1的触点自动切换为公共端与第二输出端子连接，从而实现复位后的继续供电。
19.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。