基于32位单片机的高可靠性系统设计

[09-12 17:56:15]   来源:http://www.88dzw.com  单片机学习   阅读:8625

文章摘要:外部滤波电路 由于系统采用外部参考频率源,为了提高系统频率的稳定性和可靠性,所以需要在MC68HC376 的XFC 脚上接入滤波电路。该电路应尽可能降低XFC 脚的泄露电流,以提高时钟的稳定性和内部锁相环的性能。图3所示为高稳定的滤波电路。 输出驱动电路可靠性设计 控制装置通过对系统状况进行监测和分析后,向控制和调节的动作单元提供控制信号。如果输出信号受到干扰或者由于装置故障而发出错误的控制信号,那么会因产生错误的调节控制动作而使系统受到危害。因此,对于输出驱动电路应该加以相应的闭锁控制和抗干扰设计,以提高控制的可靠性。 (1) 闭锁控制电路

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外部滤波电路 

    由于系统采用外部参考频率源,为了提高系统频率的稳定性和可靠性,所以需要在MC68HC376 的XFC 脚上接入滤波电路。该电路应尽可能降低XFC 脚的泄露电流,以提高时钟的稳定性和内部锁相环的性能。图3所示为高稳定的滤波电路。 

       输出驱动电路可靠性设计

       控制装置通过对系统状况进行监测和分析后,向控制和调节的动作单元提供控制信号。如果输出信号受到干扰或者由于装置故障而发出错误的控制信号,那么会因产生错误的调节控制动作而使系统受到危害。因此,对于输出驱动电路应该加以相应的闭锁控制和抗干扰设计,以提高控制的可靠性。

       (1) 闭锁控制电路 这里采用可再触发双/单稳态多谐振荡器74LS123 来构成输出闭锁电路,电路接线如图4 所示。 将74LS123 的A 脚与MC68HC376 的CTM4 模块的CTD4通道相连,由于在正常情

 
况下CTD4定时提供脉冲,使得振荡电路不能发生翻转,此时,/Q保持为1;如果装置故障,使得CTD4 失去脉冲,则振荡电路使得/Q翻转变为0,因此闭锁信号变为0 对输出控制信号闭锁。同时,与门4081的另一脚接至MC68HC376 的TPU 模块的TCH15 脚,直接由MC68HC376 控制。在正常运行中,当需要输出控制信号时,置TCH15为1;当不需要输出控制信号时,置TCH15为0,则使闭锁信号为0,闭锁输出部分,这样就防止了由于干扰或其他原因造成的误动作。

       (2) 控制信号输出部分的抗干扰设计 当闭锁信号开通时,输出控制信号可能由于扰动而出现偏差,因此应设计相应的输出电路形式来减小扰动的影响。输出电路的形式如图5 所示(这里只画出一路输出信号)。 采用单线控制时,一旦受到干扰就会使控制信号的电平发生变化,从而造成误动。这里采用“0,1”控制方式,用两根临近的控制线,一根直接接至与门4081,另一根经过非门4069 接至4081,即当两根控制线为“0,1”时输出有效的电平信号1。这样,当存在高扰动或低扰动使得控制线同时变为1或0时,输出无效的电平信号0。本系统中,以CTM4模块的CPWM7引脚和闭锁信号一起控制开启信号;开启信号与MC68HC376的控制信号一起控制动作输出信号。这样就充分提高了输出控制的可靠性。注意,单片机的I/O 控制信号应使用上拉电阻。 

高稳定的滤波电路

控制输出通道的抗干扰设

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       掉电报警电路

       当系统的某一级工作电源掉电时,控制装置将不能正常运作,或者控制信号得不到正确执行。这时应该发出报警信号,掉电报警电路如图6 所示。将各等级的工作电源通过关隔MOC8050 串接起来,一旦发生掉电的情况,掉电报警处的电平由高变为低,启动报警装置。软件可靠性设计 

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