Устройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИ 4 ЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И 1 0990 15 И 4.С 1 2 ЕТЕНИ иФровой оматике перезапу фиг. 2 - (а) и вт тов; на поясняющ остро- ессоя или наотклоневые эле ни первыи 3тый 6 и пи второй10 и втори второйвторой 15генераторройства д е досто ри о емогоделов зедовател рерыва- ения о напряж ерываания и ства дляния, раз ональнаяения и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР115 1972, кл. С 06 Г 1.1/22 . 1983.Авторское свидетельство СССР1352492, кл. С 06 Р 11/22, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫКЛЮЧЕНИЯ И ПЕРЕЗАПУСКА МИКРОПРОЦЕССОРА ПРИ СБОЯХ ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств защиты микропроцессоров при сбоях по цепям питания. Цель изобретения - повьшение достоверности работы устройства при отклонении величины Изобретение относится к вычислительной технике и ав и может быть. использовано и енин устройств защиты микро ров от сбоев по цепям питан рушения допустимых пределов ния величины напряжения ист питания.Цель изобретения - повыш верности работы устройства клонении величины контролир напряжения от допустимых пр счет контроля времени и пос ного Формирования сигналов ния микропроцессора и отклю питаний.На Фиг.1 показана Функци схема устройства для выключ контролируемого напряжения от допустимых пределов. Устройство содержит по два компаратора, счетчика,дешифратора, Формирователя, элемента ИЛИ, элементы И и генератор. Новым в устройстве является введениедополнительных элементов И, счетчикови дешиФраторов, что позволяет определить момент отклонения контролируемого напряжения за допустимые пределы и сФормировать сигнал прерывания микропроцессора, а также время,в течение которого напряжение находится вне допустимых пределов. В случае, если это время превышает допустимое, то вырабатывается сигнал отключения питания. После восстановленияпитающего напряжения осуществляетсяперезапуск микропроцессора. 3 ил. ска микропроцессора; на принципиальная схема первого рого (б) пороговых элемениг. 3 - временные диаграммы, е работу устройства. ство содержит (фиг.1) порогонты (компараторы) 1 и 2,второй 4, третий 5, четвер-. ятый 7 элементы И, первый 8 9 счетчики импульсов, первыи ой 11 дешиФраторы, первый 12 13 элементы ИЛИ, первый 14 и Формирователи импульсов,16 импульсов, вход 17 устля подключения контролируемо- ения, выходы 18 - 20 устрой- подключения входов.пр ешения отклонения пит04 4 3 15099йовторного пуска микропроцессора соответственно,Компаратор 1 (Фиг.2 а) состоит иэразрядного диода 21, ограничительного 5резистора 22 и зарядного конденсатора23, а компаратор 2 (Фиг. 2 б) - изразрядного диода 24, ограничительногорезистора 25, зарядного конденсатора26 и гасящего резистора 27. 10Первый 1 компаратор (фиг.2 а) предназначен для контрсля за появлениеми пропаданием питающего напряжения.Второй 2 компаратор (фиг. 2 б) предназначен для контроля за отклонением 15питающего напряжения. выше допустимого предела. Номиналы резисторов 25и 27 подбираются так, что появлениесигнала логической." 1" на выходе компаратора 2 соответствует моменту, 20когда контролируемое напряжение превышает допустимый верхний предел отклонения,Разрядность первого счетчика 8 исоответствующий выход первого дешифратора .10, а также разрядность второго счетчика 9 и соответствующий выход,второго дешифратора 11 определяютсяиз условий допустимого времени отклонения питающего напряжения от рабачего уровня. Частота генератора 16импульсов выбирается такой, чтобыобеспечить выполнение первого и второго указанных условий.Устройство работает следующим образом.На выходе компаратора 1 устанавли-вается уровень логического "0" только, когда контролируемое (питающее)напряжение станет меньше нижнего до.пустимого предела отклонения Чщ,1. Востальных случаях на выходе компара-,тора 1 установлен уровень логической:единицы.На выходе компаратора 2 устанав- .45ливается уровень логической "1" толь-ко, когда кснтролируемое напряжение1выше верхнего допустимого пределаЧ , В остальных случаях на выходемакскомпаратора 2 присутстВует уроВень11 11логического 0При включении напряжения питания(фиг . 3 ) , пока оно не достигнет р абочего уровня , н а выходе первого 1 ивтоРого 2 компар ат оров (фиг . 1 ) Уста11 11новлен уровень логического 0 . Первый 3 и второй 4 элементы И з акрыты .Как только уровень контролируемогонапряжения превысит 7 мна выходе первого компаратора 1 установитсялогическая "1", При этом срабытываетвторой элемент .И 4 (на прямом входе"1" с выхода первого компаратора 1,а на инверсном "0" с выхода, второгокомпаратора 2 и запустит второй формирователь 15 импульсов (по переднему фронту)., Импульс с выхода Формирователя 15 поступает на вход сбросасчетчиков 8 и 9 и обнуляет их. Этотже импульс поступает на выход 20устройства и далее на вход запускамикропроцессора и осуществляет запуск микропрограммы восстановления.В микроцроцессоре производитсяустановка основных регистров в начальное состояние и ан готов к реализации рабочих программ.При превышении контролируемым напряжением верхнего допустимого предела Ч , на выходе компаратора 2 устанавливается сигнал "1". При этом срабатывает первый элемент И 3, сигнал "1"с выхода которого подается на входэлемента ИЛИ 12 и элемента И 6. Сигнал "1" с выхода элемента ИЛИ 12 запускает Формирователь 14 (по переднему Фронту)Импульс с выхода Формирователя 14 поступает, на выход 18 устройства и далее на вход прерывания микропроцессора, где запускается микропрограмма "Прерывание по питанию",При этом в микропроцессоре производится запоминание содержимого основных регистров и триггеров в энергонезависимом запоминающем устройстве.Эта информация в дальнейшем может понадобиться для восстановления вычислительного процесса. Импульсы с выхода генератора 16 проходят через элемент И 6 и поступают на счетный вход счетчика 8. Если контролируемое напряжение превышает верхний допустимый предел в течение времени большего, чем допустимо по техническим условиям на эксплуатацию элементов, на выходе. дешифратора 10 появляется сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 13, поступает на выход 19 устройства и далее на вход разрешения отключения питания микропроцессора. Если повышение контролируемого напряжения непро" должительное по времени, то на выходе11 11 компар атор а 2 устанавливается 0 , в результате срабатывает элемент И 4 , который запускает Формирователь 1 5 , сигналом с выхода которого сбрасывает-. ся счетчик 8 и запускается микропрог40 5 15099 рамма восстановления с выхода 20 устройства и процесс решения задачи в микропроцессоре осуществляется с момента прерывания по питанию.При снижении контролируемого нап-. ряжения ниже Ч на выходе компаратора 1 устанавливается "0", В результате срабатывает элемент И 5, сигнал 11 111 с выхода которого разрешает р аботу 1 0 элемента И 7 и одновременно , пройдя элемент ИЛИ 1 2 , запускает формиров атель 1 4 . Импульс с выхода формиров ателя поступает на выход 1 8 устройства и далее на вход прерывания микро проце сс а .При этом в микропроцессоре осущес твляется запоминание в эне р гон е з ависимой памяти необходимой информации в момент прерывания , которая может быть 20 понадобится для восстановительного вычислительного процесса . Импульсы с выхода генератора 1 6 , пройдя элемент И 7 поступают на вход счетчика 9 . Если снижение контролируемого н апря1жения продолжительное, то сигнал с выхода дешифратора 11, пройдя элемент ИЛИ 13, поступает на выход 19 устройства и далее на вход разрешения отключения напряжения питания микропроцес- З 0 сора. Если снижение напряжения кратковременное, то на выходе компаратора 1 устанавливается " 1". В результате срабатывает элемент И 4, который запускает формирователь 15, импульс с выхода которого сбрасывает счетчик 9 и одновременно поступает на выход 20 устройства и далее на вход. повторного запуска микропроцессора с момента пре.рывания по питанию. Формула изобретенияУстройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях питания, содержащее первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы И генератор импульсов, первый и второй формирователи импульса, причем вход первого порогового элемен,та соединен с входом второго порогового элемента и является входом устрой 50 04 6ства для подклочендгя к гдсточнику контролируемого напряжения, выход первого порогового элемента соединен с первйм входом первого элемента И, выход второго порогового элемента соединен с инверсным входом второго элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности работы устройства, в него введены три элемента И, два счетчика, два дешифратора и два элемента ИЛИ, причем выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, выход первого порогового элемента соединен с первым инверсным входом третьего элемента И и с прямым входом второго элемента И, выход второго порогового элемента соединен. с вторымювходом первого элемента И и с вторым%инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом первого формирователя импульса, выход которого является выходом устройства для подключения входа прерывания микропроцессора, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков. разрядные выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, выход .котрого является выходом устройства для подключения входа разрешения отключения питания микропроцессора, выход второго элемента И соединен с входом второго формирователя, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков и являет 1 ся выходом устройства для подключения входа повторного запуска микропроцессора.1509904 Вхоао 1 г710ОВ)Ю 3 79) 814/47 Тираж б 68 Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ЗаказВНИИПИ изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Составитель В.ВертлибРедактор О.Головач Техред М.Дидык Корректор Э,Лончакова,