看门狗电路简介 低成本

MCS-51系列单片机常用于工业控制中，为了防止程序飞出而连接一个看门狗电路。看门狗电路可以完成两个功能：上电复位和死机复位。成品看门狗集成电路如MAX813L价格普遍较高。介绍了一种由通用数字电路CD4011构成的廉价看门狗电路。

上图是与非门CD4011组成的看门狗电路，图2是相关引脚的波形图。从上图可以看出，在不考虑一个管脚的馈狗信号的情况下，三个与非门A、B、C串联成一个回路。因为VD1、 R2、 c2、和R3、C3，它们会形成一个振子。平时与非门A的两个管脚都是高电平(见后面狗粮信号导致VDI和R2、C2充放电的解释)。10点钟位置的喂狗信号(高电平到低电平的跳变)通过R1、C1微分后送到一个管脚，其输出管脚3变为高电平，C2由VDI充电，C2快速充电到5V。与非门B输入端的管脚5和管脚6为高电平，输出端的管脚4为低电平。在喂狗脉冲边沿过去后的时间t1，一条腿恢复到高电平，另一条腿变成低电平。低水平通过R2排放到C2，排放速度比充电速度慢得多。当C2电压从5V下降到约2.5V时，与非门B的引脚4将从低电平变为高电平。在正常操作期间，在4引脚变为高电平之前，新的喂狗信号出现，3引脚再次变为高电平，并且C2迅速填充到5V。因此，引脚4保持低电平，与非门C的引脚10保持高电平。一旦喂狗信号丢失，经过一段时间延迟(T2-t0’)后，这4个管脚在12点钟时会变成高电平，这个高电平就是CPU复位。

高电平也延迟了R3、C3，使得与非门C的输入引脚8和引脚9在t3变为高电平，输出引脚10变为低电平。然后，它使2个引脚为低电平，3个引脚为高电平，C2快速充电。在时间14，C2电压超过2.5V，引脚5和引脚6变为高电平，引脚4变为低电平。C3放电，经过R3、C3延时，在t5，8脚变为低电平，10脚回到高电平，3脚回到低电平。这样，当没有喂狗信号时，四个管脚会输出一个周期为l00ms，宽度约为5ms的正极性脉冲串复位信号。复位信号的宽度由R3、C3决定，周期由R2、C2决定。与非门C的管脚10将输出负极性脉冲串复位信号。上电瞬间，由于C2和C3的初始电压为零，管脚5、管脚6、管脚8和管脚9都处于低电平，管脚4处于高电平，用于CPU复位。大约5ms后，8脚和9脚变为高电平，然后10脚变为低电平，3脚变为高电平，C2很快填满，4脚变为低电平，延时R3、C3后，10脚返回高电平，上电复位过程结束。该电路已在多台MCS-51系列单片机上使用，效果良好。为了验证电路的可靠性，我们可以在上电时将IC1的1脚对地短路，也就是停止馈狗信号，用示波器测量4脚和10脚的波形，然后可以看到如下图所示的复位信号波形。

目前CD4011的市场价格在0.6元左右，ln 4148 0.05元，电容0.04元，电阻0.01元。看门狗电路元件成本不到0.9元。看门狗集成电路MAX813L的市场价格在6元左右，SP706S的市场价格在5元左右。显然，这种电路的成本比单片看门狗集成电路低得多。CD4011的额外与非门也可以用作它。

上图是一个真实的电文章道选择器。电文章道选择器包括开关电源、射频放大器、频率合成集成电视调谐器和控制电路。控制电路的CPU为AT89C2O5l，存储器AT24CO2、为LM567。看门狗电路采用前面介绍的CD4011组成的电路。