基于MAX791微处理器监控电路实现看门狗功能系统的设计

作者：王瑛剑 ， 周学军 ， 董俊宏

某远程数据采集系统是为解决海军边远地区哨所数据上传问题研制的，该系统应用GPS（全球卫星定位系统）与GIS（地理信息系统）技术，能够进行智能化和规范化管理。

系统由数据采集、传送和管理中心两个部分组成。其中，数据采集部分主要包括看门狗电路、数据存储、接口和Modem（见图1）。

图1 远程数据采集系统结构

掉电保护电路的应用

对于该系统来说，当供电部件瞬间断电或电压突然下降时，系统会进入混乱状态，即使电压恢复正常，系统也难以正常运作。处理这类事故最有效的方法就是增加掉电保护系统。

掉电保护系统一般由低功耗的CMOS-RAM、供电电路及控制电路组成。供电电路保证系统正常时由电源给RAM供电，掉电时自动转换到备用电池给RAM供电；控制电路保证电源供电时RAM能正常读写，电池供电时RAM处于保护状态。经分析发现：若系统电源的变化使RAM先处于保护状态，而系统尚未复位，当微处理器正常工作时，若对RAM进行读写操作，因其已处于保护状态，必定发生数据读不出写不进的现象，引发系统故障。对于这种微处理器复位电平与掉电保护电平不一致而影响系统正常工作的问题，我们用微处理器监控电路把系统复位与掉电保护联系在一起来解决。这样，系统复位时存储器处于保护状态，系统工作时存储器可以正常读写。具体的电路实现采用了微处理器监视器MAX791。

MAX791的应用

MAX791是MAXM公司生产的一种高性能微处理器电源监视电路，采用了16引脚的DIP封装，功能包括微处理器复位，备用电池切换，看门狗电路，CMOS-RAM写入保护和电源告警等，逻辑框图如图2所示。图中，Vcc、Vout分别为电源输入、输出，Vbatt 为电池输入；LOW LINE为电源低输出，SWT、WDI、WDO、WDP分别为看门狗定时设置、触发输入、超时输出和超时脉冲；PFI和PFO分别为电源故障输入和输出，PFI低于1.25V时 PFO变低产生告警信号。

图2 MAX791逻辑框图

下面介绍利用MAX791微处理器监控电路按上述原理实现的高可靠性的掉电保护电路。

图3 掉电保护电路图

MAX791的RST信号接到存储器CE上面，在Vcc电压低于正常电压一定范围时，RST输出持续的低电平以防止电源造成的对存储器件的误操作。二极管IN4148的作用是切换Vcc和电池电压。正常情况下，Vcc对电池进行充电并对整个电路供电，当电源Vcc消失的时候，由电源切换到电池，并且电池仅仅通过MAX791对存储器进行供电。

此外，利用MAX791的电源报警功能，可使计算机记录停电瞬间的系统参数。分析图2中的电路，当Vcc下降到 4.65V±150mV时，LOWLINE产生负跳变，向单片机发中断请求。因贮能效应，Vcc从4.8V降到4.65V有几个ms的时间，利用这段时间在中断服务程序中记录断点及实时参数，重新来电后就可转入断点继续执行。

结语

与使用其他电路实现看门狗功能相比，以MAX791微处理器监控电路构成的单片机掉电保护系统具有稳定迅速等优点，能有效提高单片机应用系统的可靠性，实际应用效果比较理想。

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