基于看門狗芯片MAX708的數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉進(jìn)軍，洪家平
引 言
單片機(jī)的程序穩(wěn)定性和運(yùn)行及數(shù)據(jù)的安全性是設(shè)計(jì)者在不同的運(yùn)行環(huán)境中所必須考慮的問題，而最易遇到的問題是受干擾而使CPU進(jìn)入死循環(huán)，一般情況下設(shè)計(jì)者會使用軟件陷阱和軟件看門狗來避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于一般的運(yùn)行環(huán)境還可以，如果是連續(xù)運(yùn)行或環(huán)境惡劣的狀況時往往不能滿足要求，這時要使用硬件看門狗來重啟CPU，使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。同時，如果電源電壓波動較大或斷電，有些系統(tǒng)還要求將當(dāng)前有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。MAX708就是這種既有電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)保護(hù)又有看門狗作用的集成電路芯片。
1 看門狗芯片MAX708的工作原理
圖1是看門狗芯片MAX708內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)原理。

MAX708是一種微處理器電源監(jiān)控和看門狗芯片，可同時輸出高電平有效和低電平有效的復(fù)位信號。復(fù)位信號可由VCC電壓、手動復(fù)位輸入，或由獨(dú)立的比較器觸發(fā)。域值為1.25 V、用于電源失效或低電源警告的獨(dú)立比較器可用于監(jiān)視第2個電源信號，為處理器提供電壓跌落的預(yù)警功能。這一功能是為器件發(fā)出復(fù)位信號前的正常關(guān)機(jī)、向操作者發(fā)送警報(bào)或電源切換及數(shù)據(jù)保護(hù)而考慮的。
MAX708提供有3種復(fù)位域值電平可供選擇，這3種域值為：2.63 V、2.93 V、3.08 V。同時提供手動復(fù)位輸入信號，在VCC=1 V時能提供有效的RESET復(fù)位信號。
MAX708內(nèi)部由上電比較器、復(fù)位信號發(fā)生器、反相器以及失電比較器組成。它們的引腳及功能分別說明如下。
引腳1：MR，手動復(fù)位輸入。當(dāng)MR輸人信號低于0.8 V時，產(chǎn)生復(fù)位脈沖信號輸出。當(dāng)MR輸入低電平時，會有250μA的內(nèi)部拉出電流，該拉出電流可以驅(qū)動連接在MR端的TTL或CMOS邏輯門，也可以由開關(guān)短路到地。一般在MR輸入的手動復(fù)位信號由開關(guān)或邏輯門產(chǎn)生，這時，手動開關(guān)應(yīng)接到地，或邏輯門應(yīng)輸出低電平。所以，MAX708內(nèi)部拉出電流會作為外部邏輯門的灌入電流，或開關(guān)短路到地的電流。
引腳2：VCC，+5 V電源。
引腳3：GND，信號地。
引腳4：PFI，電源電壓下降監(jiān)視輸入端。當(dāng)PFI端輸入低于1.25 V時，就會使PFO端輸出低電平。如果PFI端不用時，把其接到GND或VCC端。
引腳5：PFO，電源電壓下降監(jiān)視輸出端。當(dāng)PFI端輸入低于1.25 V時，就會使PFO端輸出低電平，同時接收灌入電流，其他狀態(tài)PFO輸出高電平。
引腳6：空腳，不用。
引腳7：RESET，低電平復(fù)位輸出脈沖端，脈沖寬度為200 ms。如果電源VCC低于復(fù)位門檻4.65 V時，則保持輸出低電平而不是脈沖。接通VCC時，由于VCC從0→5V，故會產(chǎn)生200 ms的復(fù)位脈沖輸出。MR有低電平脈沖輸人時也會產(chǎn)生200 ms復(fù)位脈沖輸出。
引腳8：RESET，高電平復(fù)位輸出脈沖端。這個信號是RESET的反相信號，由RESET通過一個內(nèi)部的反相器產(chǎn)生。
利用MAX708的1腳，對外接人的信號可以是振蕩器等轉(zhuǎn)換的信號，每隔一定時間由CPU復(fù)位振蕩器使其不輸出低電平復(fù)位信號，如CPU死機(jī)，一定時間內(nèi)不輸出復(fù)位電平，則振蕩器輸出低電平使MAX708輸出復(fù)位信號使CPU復(fù)位。集成MAX708是通電、斷電監(jiān)控電路，在通電和斷電時可產(chǎn)生復(fù)位信號輸出，也將可靠復(fù)位CPU。MAX708對電源電壓的監(jiān)視門檻為4.40 V的復(fù)位功能和過程如下：
a) 通電復(fù)位：在接上電源VCC使MAX708通電時，電源VCC從0→5 V，這時有一個過渡過程。在過渡過程中的一部分時間中，存在VCC<4.65 V的情況，則上電比較器就會輸出低電平送到復(fù)位發(fā)生器中，從而產(chǎn)生200 mS的復(fù)位脈沖輸出。
b) 手動復(fù)位：在MR端接一個按鍵，按鍵另一端接地，則按鍵按下時，會產(chǎn)生一個低電平脈沖送到復(fù)位發(fā)生器中，從而產(chǎn)生200 ms復(fù)位脈沖輸出。
c) 電源下降復(fù)位：把電源與電源下降輸入端PFI相連，當(dāng)電源下降，并且有PFI電平小于1.25 V時，就在PFO端輸出低電平。如果把PFO端和MR相連，則使PFO輸出的低電平加到MR端而送入復(fù)位發(fā)生器，因而使復(fù)位發(fā)生器產(chǎn)生200 ms復(fù)位脈沖信號輸出。